Année Universitaire : 2014/2015
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Ministère de l’Enseignement Supérieur,
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Année Universitaire : 2014/2015
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Ministère de l’Enseignement Supérieur,
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1 Introduction
Du 01/08/2015 au 31/08/2015, j’ai effectuéun stageau sein de l’Office National de l’Assainissement
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2.3) Ressources financières :
Le volume des investissements réalisés en 2011 a atteint près de 107 millions de dinars.
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• L’exploitation et l’entretien des réseaux...
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Figure 3 : Organigramme du département de la maintenance
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3 Objectifs visés (cahier des charges) :
Dans ce stage on me propose de :
 Se familiariser avec la problématique et com...
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On se propose d’automatiser une station de pompage d’eau potable locale comport...
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L’organigramme de ce fonctionnement peut être représenté par le schéma suivant :
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5.2) Description de l’outil logiciel :
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5.3) Conception de la solution logiciel :
On se propose d’adopter l’approche modulaire afin que le programme soit plus ...
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Puis on passe à la fonction ‘pump control’ dans le rôle est de (comme son nom l’indique) : contrôler
une pompe. Cette f...
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Enfin on passe à la dernière fonction, écrite aussi en langage CONT, qu’on va appeler : ‘Priority
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Finalement, il ne reste plus que d’écrire la fonction ‘main’ et cela en appelant les sous programmes et
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On va ensuite appeler la fonction ‘supervision level tank’ 1 fois, la fonction ‘pump control’ 2 fois, et
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L’écriture du programme terminé, on passe maintenant à la compilation du software :
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6 Consolidation des acquis :
Compétence spéciale acquise au stage Compétence de base acquise à l’I.N.S.A.T
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  1. 1. Année Universitaire : 2014/2015 1 Ministère de l’Enseignement Supérieur, de la Recherche Scientifique et des Technologies de l'Information et de la Communication    Université de Carthage    Institut National des Sciences Appliquées et de Technologie Rapport de Stage Obligatoire d’Eté Filière : Informatique Industrielle et Automatique Niveau : 4ième Année Sujet : Automatisation d’une station de pompage d’eau Réalisé par : Ben Alaya Karim Entreprise d’accueil : L’Office National de l’Assainissement
  2. 2. Année Universitaire : 2014/2015 2 Ministère de l’Enseignement Supérieur, de la Recherche Scientifique et des Technologies de l'Information et de la Communication    Université de Carthage    Institut National des Sciences Appliquées et de Technologie Rapport de Stage Obligatoire d’Eté Filière : Informatique Industrielle et Automatique Niveau : 4ième Année Sujet : Automatisation d’une station de pompage d’eau Réalisé par : Ben Alaya Karim Entreprise d’accueil : L’Office National de l’Assainissement Responsable à l’entreprise: M. Jelleli Nawfel Avis de la commission des stages
  3. 3. 3 1 Introduction Du 01/08/2015 au 31/08/2015, j’ai effectuéun stageau sein de l’Office National de l’Assainissement (située dans la zone industrielle de la Charguia 1 à proximité de l’Aéroport Tunis-Carthage). Au cours de ce stage au serviceélectricitéetinstrumentation, j’ai pu m’intéresser aux différents marchés d’étude et de réalisation de solutions entièrement automatisé (Automatisation des stations de pompage, d’épuration.. etc.). Plus largement, ce stage a été l’opportunité pour moi d’appréhender un outil logiciel très puissant et très important : Le TIA Portal V13, qui permet de programmer un automate en toute aisance et simplicité. Au-delà d’enrichir mes connaissances, ce stage m’a permis de comprendre dans quelle mesure permet le travail de l’ingénieur de participer à l’amélioration de la vie de tous les jours des entreprises tunisiennes et par suite de pousser l’économie de la nation. 2 Présentation de l’entreprise d’accueil : 2.1) Introduction : L’ONAS (office national d’assainissement), créé en vertu de la loi n°73-74 du 03 aout 1974, est un établissement public à caractère industriel et commercial doté de la personnalité juridique et de l’autonomie financière. Il est placé sous la tutelle du ministère de l’environnement et du développement durable et chargé d’assurer la gestion du secteur de l’assainissement. Et ce, en procédant à l’accomplissement de taches bien déterminées pour assurer la réalisation de l’essence même de son existence à savoir la gestion de l’assainissement. 2.2) Missions : La lutte contre la pollution hydrique, qui constitue la mission principale de l’ONAS ne sera efficacement exercée qu’avec la bonne exécution de ses autres missions qui sont d’abord la gestion, l’exploitation, l’entretien, le renouvellement et la construction de tout ouvrage destiné à l’assainissement des eaux usées dont la prise en charge est fixée par décret . Ensuite, La promotion du secteur de distribution, la vente des eaux traitées et des boues de la station d’épuration, la planification et la réalisation des projets d’assainissement. Et enfin l’élaboration et la réalisation des projets intégrés portant sur le traitement des eaux usées et l’évacuation des eaux pluviales.
  4. 4. 4 2.3) Ressources financières : Le volume des investissements réalisés en 2011 a atteint près de 107 millions de dinars. Le financement de ces investissements est assuré par : - les opérations financières de l´Etat atteignant 41% du financement. - les emprunts et les dons atteignant 59% du financement. Les charges d´exploitation, qui se sont élevées en 2011 à environ 210 millions de dinars, sont financées par : - les redevances d´assainissement de pourcentage 59%. - les subventions de l’Etat de pourcentage 39%. - autres services de pourcentage 2%. 2.4) Ressources humaines : Le nombre des agents de l'ONAS atteint, à la fin de l'année 2011, 4692, répartis comme suit : - 516 cadres. - 845 agents de maîtrise. - 3331 agents d´exécution. Dans le but de promouvoir le niveau des agents et de renforcer leurs capacités, des sessions de formation sont organisées annuellement dans plusieurs domaines. Le taux d’encadrement à l’ONAS atteint environ 10 %, ce qui représente un taux fort appréciable en comparaison avec des entreprises similaires. 2.5) Les domaines d’interventions : Les domaines d’intervention de l’ONAS englobent : • Les études : Les plans directeurs d’assainissement des villes et des gouvernorats, les études de faisabilité, les études prospectives ainsi que les études d'exécution relatives aux réseaux d’assainissement, aux stations d’épuration et de pompage. • Les travaux : -Réalisation et maintenance des projets d’assainissement tel que : les stations d’épuration et de pompage et la réhabilitation et extension des ouvrages. -Contrôle des projets réalisés par les autres intervenants tels que les promoteurs immobiliers, publics ou privés...
  5. 5. 5 Figure 1 : Levage et repositionnement de la pompe au niveau du pied d’assise • L’exploitation et l’entretien des réseaux et des ouvrages d’assainissement : L’ONAS intervient entièrement et directement dans toutes les zones prises en charge par décret. Figure 2 : Nettoyage des poires de niveaux • L’assistance technique : L’ONAS apporte une assistance technique et des conseils aux collectivités locales et autres organismes publics ou privés dans le domaine de la lutte contre la pollution hydrique. 2.6) Département centrale Charguia des moyens et des équipements : Le département CHARGUIA contient plusieurs divisions, mais on va s’intéresser spécialement à la division de la maintenance des équipements fixes : la DME qui est destinée à l’entretien et la réparation de tous les équipements et machines utilisées par les stations de pompage, les stations d’épurations et les centres des districts de Tunis, d’Ariana et de Mannouba que ce soit de point de vu automatique, électrique ou mécanique. • L’organigramme du département maintenance : La figure ci-dessous présente l’organigramme du département maintenance de l’office national de l’assainissement. En fait, le stage s’est déroulé au service électricité et instrumentation.
  6. 6. 6 Figure 3 : Organigramme du département de la maintenance
  7. 7. 7 3 Objectifs visés (cahier des charges) : Dans ce stage on me propose de :  Se familiariser avec la problématique et comprendre le fonctionnement de la station de pompage d’eau.  Découvrir le logiciel TIA Portal V13 de Siemens et apprendre à bien maitriser les différentes étapes de la programmation du software.  Créer la solution voulu sous l’automate SIMATIC S7 1200 avec comme processeur le 1212C AC/DC/Rly.  Tester la solution sur terrain, conclure sur ses limites et proposer d’autres variantes pour résoudre ce type de problème. 4 Journal de stage : A l’aide du logiciel Microsoft Visio 2013, j’élabore le diagramme de Gantt suivant : Figure 4 : Diagramme de Gantt Tache 1 : Présentation de l’entreprise / Visite des lieux de travail / Rattachement à l’équipe technique. Tache 2 : Présentation de la problématique / Visite sur terrain et présentation de la station de pompage. Tache 3 : Familiarisation et formation accéléré en logiciel TIA Portal V13 de Siemens avec intérêt particulier pour la gamme S7 1200 des automates programmables industrielles. Tache 4 : Etude, conception et réalisation de la solution au problème sous le logiciel cité / Validation et test sur terrain. Tache 5 : Réunion fin de stage / Rapport général / Remise d’attestation.
  8. 8. 8 5 Travail réalisé : 5.1) Problématique : On se propose d’automatiser une station de pompage d’eau potable locale comportant des fonctions de contrôle et de régulation qui seront assurées au moyen d’un automate programmable piloté par les divers instruments décrits ci-dessous :  Détecteurs de niveau pour la mesure en continu du niveau et la commande normale de la station de pompage et des groupes de pompage.  Détecteurs de niveau pour le niveau bas de sécurité, provocant l’arrêt des groupes de pompage quand le niveau très bas est atteint dans la bâche d’aspiration.  Détecteurs de niveau pour le niveau haut de sécurité. Les deux pompes fonctionneront en permutation cyclique. Le fonctionnement des pompes est asservi par des flotteurs détectant le niveau d’eau dans la bâche. Nous avons deux niveaux d’eau : NB (niveau bas) et NH (niveau haut). Pour expliquer le principe le fonctionnement nous supposons que la bâche est initialement vide. Si le niveau bas n’est pas atteint (NB = 0) alors rien ne fonctionne. Le passage du niveau bas de 0 à 1 donne la priorité à la pompe 1, en attendant que le niveau haut soit atteint pour qu’elle démarre si elle n’est pas en défaut et elle ne s’arrête que si le niveau bas passe de 1 à 0. La prochaine fois que le niveau bas passe de 0 à 1, c’est la pompe 2 qui devient prioritaire, en attendant que le niveau haut soit atteint pour qu’elle démarre si elle n’est pas en défaut et elle ne s’arrête que si le niveau bas passe de 1 à 0. Si la pompe ayant la priorité est en défaut alors l’autre pompe doit intervenir. Figure 5 : Réservoir de la station de pompage
  9. 9. 9 L’organigramme de ce fonctionnement peut être représenté par le schéma suivant : Figure 6 : Organigramme de fonctionnement
  10. 10. 10 5.2) Description de l’outil logiciel : Avec Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal), Siemens concrétise sa vision d’un environnement unique pour le développement de solutions d’automatisation dans tous les secteurs et dans le monde entier. De la conception, la mise en service, l’exploitation et la maintenance à l’extension des systèmes d’automatisation, TIA Portal permet de faire des économies de temps, d’argent et de ressources. Figure 7 : Description détaillé de l’environnement du logiciel
  11. 11. 11 5.3) Conception de la solution logiciel : On se propose d’adopter l’approche modulaire afin que le programme soit plus lisible et beaucoup plus apte à de future correction et mise en point. La tâche consistera donc à écrire de petits programmes séparé puis les appeler dans la fonction principale ‘main’ en veillant à leurs accorder les données adéquates. Tout d’abord on commence par écrire la fonction ‘supervision level tank’ qui permettra de contrôler le niveau d’eau du réservoir ainsi que d’indiquer si le chacun des niveaux haut et bas est atteint. ‘supervision level tank’ est basé sur le langage LOG, sa programmation est comme suit :
  12. 12. 12 Puis on passe à la fonction ‘pump control’ dans le rôle est de (comme son nom l’indique) : contrôler une pompe. Cette fonction contrairement à la fonction ‘supervision level tank’ précédente va être écrite en langage CONT. Sa définition est comme suit :
  13. 13. 13 Enfin on passe à la dernière fonction, écrite aussi en langage CONT, qu’on va appeler : ‘Priority calculating’. Cette fonction reçoit en paramètre les valeurs des conteurs, effectue des comparaisons puis attribue à chaque pompe son ordre de priorité. La programmation de cette fonction est comme suit :
  14. 14. 14 Finalement, il ne reste plus que d’écrire la fonction ‘main’ et cela en appelant les sous programmes et en veillant à leurs accorder les paramètres adéquat. Mais avant cela il faut déclarer les données de la ‘main’ dans le ‘Default tag table’ comme suit :
  15. 15. 15 On va ensuite appeler la fonction ‘supervision level tank’ 1 fois, la fonction ‘pump control’ 2 fois, et la fonction ‘Priority calculating’ 1 fois :
  16. 16. 16 L’écriture du programme terminé, on passe maintenant à la compilation du software : La compilation est terminé avec succès : pas d’erreur ni d’avertissement. Malheureusement la gamme SIMATIC S1200 ne supporte pas la simulation et donc l’utilisation de S7-PLCSIM est impossible. On est donc obligé a vérifié le bon fonctionnement de notre programme directement sur le terrain. Figure 8 : Préparation de l’installation en vue de la finalisation du projet
  17. 17. 17 6 Consolidation des acquis : Compétence spéciale acquise au stage Compétence de base acquise à l’I.N.S.A.T Programmation de l’automate sur STEP7 Capteurs et actionneurs/Automatique industrielle Câblage de l’automate aux différents composants de l’installation Electrotechnique/Electronique de puissance/Electricité industrielle 7 Conclusion : Ce stage m’a permis de m’initier à la vie au sein des entreprises. Après ma rapide intégration dans l’équipe, j’ai eu l’occasion de réaliser plusieurs taches qui ont constitué une mission de stage globale. Je pense que cette expérience en entreprise m’a offert une bonne préparation à mon insertion professionnelle car elle fut pour moi une expérience enrichissante et complète qui conforte mon désir d’exercer mon futur métier d’ingénieur. 8 Bibliographies : - http://www.automation.siemens.com/salesmaterial- as/brochure/fr/brochure_tia_portal_fr.pdf - Brochure SIEMENS SCE Training Curriculum for Integrated Automation Solutions Totally Integrated Automation (TIA) - Brochure SIEMENS Traitement des valeurs analogiques dans SIMATIC S7-1200

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