Rapport Projet D'automatisation [PDF]

Zitiervorschau

UNIVERSITE HASSAN II ECOLE NATIONALE SUPERIEURE D'ELECTRICITE ET DE MECANIQUE CASABLANCA

Département : Génie Electrique Filière

: Automatique et Informatique Industrielle

RAPPORT DE PROJET D’AUTOMATISATION THEME :

Automatisation et supervision d’une Porte de Garage.

Réalisé par: -

KHANIBA Youssef

-

FAKHRI Wafae

Encadré par : -

Pr. S. LISSAN EL HAQ

Année Universitaire 2017-2018

Rapport de projet réalisé par M. KHANIBA YOUSSEF Mlle. FAKHRI WAFAE Année universitaire 2018 / 2019

1

UNIVERSITE HASSAN II ECOLE NATIONALE SUPERIEURE D'ELECTRICITE ET DE MECANIQUE CASABLANCA

Table des matières Table des matières ...................................................................................................................... 2 Table de figure ........................................................................................................................... 3 Remerciements ........................................................................................................................... 4 Introduction générale .................................................................................................................. 5 Introduction ................................................................................................................................ 6 Présentation du matériel .......................................................................................................... 6 Interface TIA Portail : ......................................................................................................... 6 Cahier de charge ......................................................................................................................... 8 Modes de marches : ............................................................................................................ 8 Défaut à gérer : ................................................................................................................... 8 Mode Automatique : ........................................................................................................... 8 Mode manuel : .................................................................................................................... 9 Arrêt d‘urgence et défauts : ................................................................................................. 9 Traitement postérieur : Calculs des sorties .......................................................................... 9 Travail réalisé : ........................................................................................................................... 9 Les variables E/S : .............................................................................................................. 9 Développement de la solution d’automatisation : .............................................................. 10 La supervision du système : .............................................................................................. 16 Conclusion : ............................................................................................................................. 17

Rapport de projet réalisé par M. KHANIBA YOUSSEF Mlle. FAKHRI WAFAE Année universitaire 2018 / 2019

2

UNIVERSITE HASSAN II ECOLE NATIONALE SUPERIEURE D'ELECTRICITE ET DE MECANIQUE CASABLANCA

Table de figure

Figure1 : l’interface TIA Portail……………………………………………………………6 Figure2 : Automate programmable siemens……………………………………………….7 Figure3 : Icone HMI dans l’interface TIA Portail…………………………………………8 Figure4 : Tableau des variables E/S………………………………………………………10 Figure5 : Tableau des variables E/S du bloc FC………………………………………….11 Figure6 : Ladder du bloc FC………………………………………………………………12 Figure7 : Ladder du mode automatique…………………………………………………..13 Figure8 : Ladder du mode manuel………………………………………………………..14 Figure9 : Ladder de la gestion de défauts…………………………………………………15 Figure10 : Vu mode automatique………………………………………………………….16 Figure10 : Vu mode manuel……………………………………………………………….17

Rapport de projet réalisé par M. KHANIBA YOUSSEF Mlle. FAKHRI WAFAE Année universitaire 2018 / 2019

3

UNIVERSITE HASSAN II ECOLE NATIONALE SUPERIEURE D'ELECTRICITE ET DE MECANIQUE CASABLANCA

Remerciements Nous tenons à remercier toutes les personnes qui ont contribué au succès de notre projet et qui nous ont aidés lors de la rédaction de ce rapport. Nous tenons à remercier dans un premier temps toute l’équipe pédagogique d’ENSEM et plus précisément Monsieur Saad LISSANE EL HAQ pour son encadrement tout le long de la période du projet. Enfin, Nous tenons aussi à remercier toutes les personnes qui nous ont conseillés lors de la réalisation du projet et de la rédaction de ce rapport : ma famille, mes camarades de promotion.

Rapport de projet réalisé par M. KHANIBA YOUSSEF Mlle. FAKHRI WAFAE Année universitaire 2018 / 2019

4

UNIVERSITE HASSAN II ECOLE NATIONALE SUPERIEURE D'ELECTRICITE ET DE MECANIQUE CASABLANCA

Introduction générale Note projet consiste à commander une porte de garage avec TIA Portal V13 de SIEMENS. On utilisera pour l'automatisation un automate de type SIEMENS S7-1200 et pour la supervision l'interface homme-machine IHM de type SIMATIC Confort Panel : TP700 confort. En premier lieu, en commence par étudier les différents modes de marche du système pour définir les différents blocs FB, FC, DB et OB qui seront utilisés. En deuxième lieu, on conçoit une vue de supervision qui commande la porte à distance et qui permet de suivre l’état du système à savoir les différentes actions de la porte et les défauts qui peuvent survenir.

Rapport de projet réalisé par M. KHANIBA YOUSSEF Mlle. FAKHRI WAFAE Année universitaire 2018 / 2019

5

UNIVERSITE HASSAN II ECOLE NATIONALE SUPERIEURE D'ELECTRICITE ET DE MECANIQUE CASABLANCA

Introduction L'automatisation totalement intégrée (TIA) est une stratégie (philosophies / architecture) dans la technologie d' automatisation , développée depuis 1996 par Siemens Automation and Drives . Cette stratégie définit l'interaction de composants uniques étendus, d'outils (SW) et de services (service de pièces de rechange, etc.) pour réaliser une solution d'automatisation. L'interaction effectue l'intégration entre les quatre niveaux d'automatisation de la pyramide d'automatisation: Niveau de gestion Niveau de l'opérateur Niveau du contrôleur Niveau du terrain C’est dans ce cadre que vient notre projet, qui à travers l’automatisation et la supervision du porte de garage, qui nous permettra de mettre en pratique les connaissances accumulées dans le domaine.

Présentation du matériel Interface TIA Portail :

Figure1 : l’interface TIA Portail

Rapport de projet réalisé par M. KHANIBA YOUSSEF Mlle. FAKHRI WAFAE Année universitaire 2018 / 2019

6

UNIVERSITE HASSAN II ECOLE NATIONALE SUPERIEURE D'ELECTRICITE ET DE MECANIQUE CASABLANCA

 Le contrôleur S7-1200 offre la souplesse et la puissance nécessaires pour commander une large gamme d'appareils afin de répondre aux besoins en matière d'automatisation. Sa forme compacte, sa configuration souple et son important jeu d'instructions en font une solution idéale pour la commande d'applications très variées. La CPU combine un microprocesseur, une alimentation intégrée, des circuits d'entrée et de sortie, un PROFINET intégré, des E/S rapides de commande de mouvement, ainsi que des entrées analogiques intégrées dans un boîtier compact en vue de créer un contrôleur puissant. Une fois que vous avez chargé votre programme, la CPU contient la logique nécessaire au contrôle et à la commande des appareils dans votre application. La CPU surveille les entrées et modifie les sorties conformément à la logique de votre programme utilisateur, qui peut contenir des instructions booléennes, des instructions de comptage, des instructions de temporisation, des instructions mathématiques complexes ainsi que des commandes pour communiquer avec d'autres appareils intelligents. La CPU fournit un port PROFINET permettant de communiquer par le biais d'un réseau PROFINET. Des modules supplémentaires sont disponibles pour communiquer via les réseaux PROFIBUS, GPRS, RS485 ou RS232.

Figure2 : Automate programmable siemens  Les appareils de contrôle-commande sont indispensables partout où des personnes sont amenées à travailler avec une machine ou sur une installation. La difficulté ne réside pas dans la capacité à trouver le bon appareil pour une tâche donnée. Vous devez également choisir une solution flexible et pérenne, qui puisse être intégrée dans une architecture réseau de niveau supérieur et qui puisse aussi répondre aux exigences croissantes de transparence et d’échanges de données. Les pupitres de la gamme SIMATIC HMI ont fait leurs preuves depuis des années dans toutes les branches de l’industrie et dans les applications les plus diverses. L’éventail des systèmes utilisés est aussi large que celui des applications et des technologies des installations concernées.

Rapport de projet réalisé par M. KHANIBA YOUSSEF Mlle. FAKHRI WAFAE Année universitaire 2018 / 2019

7

UNIVERSITE HASSAN II ECOLE NATIONALE SUPERIEURE D'ELECTRICITE ET DE MECANIQUE CASABLANCA

Figure3 : Icone HMI dans l’interface TIA Portail.

Cahier de charge : Le fonctionnement de la porte de garage doit répondre aux prescriptions suivantes :

Modes de marches : La porte de garage a deux modes de marches : mode automatique (auto) et mode manuel (Manu).

Défaut à gérer : Gérer les défauts de discordance au niveau des contacteurs KM1 et KM2 qui commandent la porte. La temporisation pour tester la concordance entre KM1 et le retour contacteur rkm1 peut être fixée à 100ms (voir cours). Une fois la défaillance réparée, il faut acquitter le défaut.

Mode Automatique : En sélectionnant le mode Auto, la mise à un Dcy (départ cycle) et si la porte est fermée (FC1=0), celle-ci s’ouvre. Une fois la porte ouverte (sin de course FC2=0), il faut arrêter le mmoteur. Quand le véhicule est passé (DET=0), ou que 3 secondes se sont écoulées, la porte se ferme. Une fois la porte fermée, il faut arrêter le moteur. Si le détecteur DET détecte la présence d’un objet (voiture ou personne,…), pendant la fermeture, la porte doit s’arrêter, puis s’ouvrir.

Rapport de projet réalisé par M. KHANIBA YOUSSEF Mlle. FAKHRI WAFAE Année universitaire 2018 / 2019

8

UNIVERSITE HASSAN II ECOLE NATIONALE SUPERIEURE D'ELECTRICITE ET DE MECANIQUE CASABLANCA

Mode manuel : En sélectionnant le mode de marche Manu, la porte peut être commandée par les boutons poussoirs B_Ouvre pour ouvrir la porte, B_Ferme pour fermer la porte et B_Arret pour arrêter la porte. Si le détecteur DET détecte la présence d’un objet pendant la fermeture, la porte doit s’arrêter immédiatement.

Arrêt d‘urgence et défauts : En cas d’arrêt d’urgence ou de la présence d’un défaut de discordance, la porte doit s’arrêter immédiatement. En désactivant l’arrêt d’urgence ou/et en acquittant le défaut, le portail fonctionne normalement.

Traitement postérieur : Calculs des sorties La mise à 1 des contacteurs KM1 et KM2 pour ouvrir ou fermer la porte, doit se faire dans le cas où les conditions suivantes sont satisfaites :  Il n’y a aucun défaut,  L’arrêt d’urgence est désactivé,  Le détecteur DET ne détecte aucun objet,  (si KM1=1 alors km2=0) ; et (si KM2=1 alors km1=0) pour éviter tout court circuits entre deux phases.

Travail réalisé : Les variables E/S : L’ensemble des variables E/S se présentent dans le tableau suivant :

Rapport de projet réalisé par M. KHANIBA YOUSSEF Mlle. FAKHRI WAFAE Année universitaire 2018 / 2019

9

UNIVERSITE HASSAN II ECOLE NATIONALE SUPERIEURE D'ELECTRICITE ET DE MECANIQUE CASABLANCA

Figure4 : Tableau des variables E/S.

Développement de la solution d’automatisation : Bloc FC : Pour l’automatisation du système on va utiliser un bloc FC qui sera utilisé pour le contrôle de la porte. Les variables E/S utilisées dans ce bloc sont présentées dans le tableau suivant :

Rapport de projet réalisé par M. KHANIBA YOUSSEF Mlle. FAKHRI WAFAE Année universitaire 2018 / 2019

10

UNIVERSITE HASSAN II ECOLE NATIONALE SUPERIEURE D'ELECTRICITE ET DE MECANIQUE CASABLANCA

Figure5 : Tableau des variables E/S du bloc FC Le programme du bloc FC qui fait en sorte que la porte s’ouvre et se ferme est le suivant :

Rapport de projet réalisé par M. KHANIBA YOUSSEF Mlle. FAKHRI WAFAE Année universitaire 2018 / 2019

11

UNIVERSITE HASSAN II ECOLE NATIONALE SUPERIEURE D'ELECTRICITE ET DE MECANIQUE CASABLANCA

Figure6 : Ladder du bloc FC

Le bloc OB de la solution : Mode automatique : Pour le mode automatique on utilise le bloc FC décrit précédemment en lui faisant suivre le cahier de charge. Le programme se présente comme le sorte :

Rapport de projet réalisé par M. KHANIBA YOUSSEF Mlle. FAKHRI WAFAE Année universitaire 2018 / 2019

12

UNIVERSITE HASSAN II ECOLE NATIONALE SUPERIEURE D'ELECTRICITE ET DE MECANIQUE CASABLANCA

Figure7 : Ladder du mode automatique

Mode Manuel: Pour le mode manuel on utilise le même bloc FC

Rapport de projet réalisé par M. KHANIBA YOUSSEF Mlle. FAKHRI WAFAE Année universitaire 2018 / 2019

13

UNIVERSITE HASSAN II ECOLE NATIONALE SUPERIEURE D'ELECTRICITE ET DE MECANIQUE CASABLANCA

Figure8 : Ladder du mode manuel

Gestion de défauts : La gestion de défaut se présente dans le programme suivant :

Rapport de projet réalisé par M. KHANIBA YOUSSEF Mlle. FAKHRI WAFAE Année universitaire 2018 / 2019

14

UNIVERSITE HASSAN II ECOLE NATIONALE SUPERIEURE D'ELECTRICITE ET DE MECANIQUE CASABLANCA

Figure9 : Ladder du gestion de défauts

Rapport de projet réalisé par M. KHANIBA YOUSSEF Mlle. FAKHRI WAFAE Année universitaire 2018 / 2019

15

UNIVERSITE HASSAN II ECOLE NATIONALE SUPERIEURE D'ELECTRICITE ET DE MECANIQUE CASABLANCA

La supervision du système : La conception de la supervision fut réalisée de telle façon à savoir l’état du système, c’est-à-dire savoir si la porte est ouverte ou fermée et s’il y a présence de voiture. Les variables utilisées pour coordonner la supervision avec le main sont décrites dans le tableau des variables. Les vus de la supervision sont comme suite :

Figure10 : Vu mode manuel

Rapport de projet réalisé par M. KHANIBA YOUSSEF Mlle. FAKHRI WAFAE Année universitaire 2018 / 2019

16

UNIVERSITE HASSAN II ECOLE NATIONALE SUPERIEURE D'ELECTRICITE ET DE MECANIQUE CASABLANCA

Figure10 : Vu mode automatique

Conclusion : Pour conclure ce projet nous a permis de nous familiariser avec la famille d’automates siemens et de mettre en pratique les différentes connaissances acquises lors de notre formation académique à l’ENSEM. En effet le projet s’est basé sur l’utilisation des blocs FC, FB et DB qui facilitent la programmation lors d’une redondance dans le programme et élimine l’encombrement. De plus la supervision qui facilite elle aussi la communication entre l’opérateur et le système. Ce projet a été si bénéfique qu’il nous a ouvert l’œil sur d’autres aspects de l’utilisation de l’interface TIA Portail. Donc nous avons pensé que nous pourrions collecter les différents défauts qui se rapportent au système et puis pouvoir par des calculs statistiques prévoir ces différents défauts ce qui facilitera pour l’opérateur la maintenance du système.

Rapport de projet réalisé par M. KHANIBA YOUSSEF Mlle. FAKHRI WAFAE Année universitaire 2018 / 2019

17