Rapport PFE | Remitec | Automatisation d'une installation de production des engrais aux Oligo-éléments

Rapport du projet de fin d'étude, effectué à Remitec S.A.R.L., dans le cadre des études Licence en Génie Electrique et Systèmes Automatisés. thème : Automatisation d'une installation de production des engrais aux Oligo-éléments.

Année universitaire 2015/2016
Projet de fin d’études :
En vue de l’obtention du diplôme de
Brevet de technicien supérieur
Spécialité :
Electromécanique et Systèmes Automatisés
Réalisé par : Encadré par :
BOUFAKRI Zouhair Pr. ZAHIDI Abdallah
Lycée Technique Settat
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
Dédicace
A ma famille :
Vous étiez toujours là, à m’encourager lors de mes doutes et à me
supporter aux moments d’échec avant celles de la réussite.
Vous n’avez ménagé aucun effort pour me soutenir le long de ma
vie, et vous étiez toujours fiers de moi …
Sans vous, je ne serai pas qui je suis, et je n’arriverai pas là …
A mes amis :
les fidèles, votre présence à mes côtés m’a aidé à dépasser
beaucoup d’obstacles …
Je vous remercie.
Je vous aime …
Remerciements
Au terme de ce travail, je tiens à exprimer ma gratitude et mes remerciements les plus profondes :
A Mr. SBAI Saïd le Directeur général de REMITEC S.A.R.L pour l’accueil chaleureux à son
entreprise et parmi son personnel, le temps précieux qu’il m’a consacré et l’occasion irrécupérable
qu’il m’a donné et qui m’a permis d’élargir mes connaissances en domaine professionnel et
entrepreneurial.
Je tiens également à remercier chaleureusement l’ensemble du personnel de REMITEC, surtout :
 Melle AJLANE Sara.
 Mr. BABA Samir.
 Mr. ABBI Yassine.
 Mr. GHALMI Samir.
Je remercie plus particulièrement :
Monsieur HAMDAOUI le et directeur des études au lycée technique Settat pour son soutien et
sa serviabilité tout au long de la durée de la formation.
Professeur ZAHIDI Abdallah mon professeur encadrant en PFE pour sa disponibilité et ses
conseils les plus chers.
Que tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à la réalisation de ce travail trouvent ici
l’expression de ma parfaite gratitude.
Résumé
Rapport PFE | Remitec | Automatisation d'une installation de production des engrais aux Oligo-éléments
Introduction générale
Dans le cadre de la concurrence affreuse entre les producteurs du phosphate et pour
garantir une place honoré au niveau mondial, le Royaume du Maroc a décidé de produire un
nouveau type d’engrais phosphatés : les engrais aux Oligo-éléments.
C’est dans ce cadre que s’inscrit mon projet de fin d’études effectué dans REMITEC
S.A.R.L., qui consiste entre autre à faire l’étude de la mise en place d’une installation de
production des engrais aux Oligo-éléments au cœur de MAROC CHIMIE à SAFI.
Ce projet a pour objectif l’automatisation et la supervision de l’installation en
respectant les règles de l’art et en respectant le cahier des charges fonctionnel.
Ce rapport présente l’intégralité des démarches poursuivies pour la réalisation de
cette étude, en commençant par L’analyse du cahier des charges fonctionnel, la mise en
œuvre d’un organigramme général des séquences de l’installation, la détermination du
nombre d’E/S leurs types, les adresser, l’élaboration des grafcets, enfin le développement du
projet.
Ainsi, ce rapport présente le travail effectué à ce stade, composé des chapitres
suivants :
Le premier chapitre est une présentation de la société maitresse d’œuvre dans
laquelle j’ai effectué mon stage.
Le deuxième chapitre présente le contexte fonctionnel du projet, le contrat, et la
solution proposée par REMITEC S.A.R.L.
Le troisième chapitre est consacré pour le cahier des charges fonctionnel m’étant
donné en tant que stagiaire au sein de REMITEC S.A.R.L.
Le quatrième chapitre présente le fonctionnement de l’installation et les différentes
approches suivies pour automatiser l’installation.
Enfin, Le cinquième chapitre décrit le matériel utilisé pour la simulation et illustre
les différentes vues conçus pour permettre la supervision de l’installation.
Rapport PFE | Remitec | Automatisation d'une installation de production des engrais aux Oligo-éléments
Liste des abréviations
TSP : Tripe Superphosphate.
Cu : Cuivre.
Mn : Manganèse.
Zn : Zinc.
B : Bore.
GCV : Gestion des convoyeurs.
CH.T : Chargement trémie.
API : Automate programmable industriel.
TOR : Tout ou rien.
Table des tableaux
Tableau 1 : Les caractéristiques du produit...................................................................................................................2
Tableau 2 : Débit horaire des substances......................................................................................................................3
Tableau 3 : Volumes utiles des trémies.........................................................................................................................4
Tableau 4 : Désignation des composants de la solution générale ................................................................................5
Tableau 6 : Adressage Trémie 1 ..................................................................................................................................14
Tableau 7 : Adressage Trémie 2 ..................................................................................................................................14
Tableau 8 : Adressage Trémie 3 ..................................................................................................................................15
Tableau 8 : Causes des pannes provenant du doseur .................................................................................................19
Tableau 9 : Séquence GCV Adressage des variables ...................................................................................................21
Liste des figures
Figure 1 : Composition des engrais aux Oligo-éléments ...............................................................................................1
Figure 2 : Implantation géographique du projet...........................................................................................................2
Figure 3 Formes des trémies .........................................................................................................................................4
Figure 4 Solution générale ............................................................................................................................................5
Figure 5 : Doseur à bande .............................................................................................................................................9
Figure 6 : Dessin d'ensemble du projet .........................................................................................................................9
Figure 7 : Séquence CH.T Grafcet du fonctionnement normal ....................................................................................16
Figure 8 : Séquence CH.T Grafcet arrêt d'urgence avec acquittement........................................................................17
Figure 9 : Séquence CH.T Grafcet de gestion de défaut avec acquittement ...............................................................17
Figure 11 : Séquence GCV Dessin d'ensemble .............................................................................................................18
Figure 12 : Le DISOCONT partie commande du doseur...............................................................................................20
Figure 12 : Séquence CV Grafcet du fonctionnement normal .....................................................................................22
Figure 13 : Séquence GCV Grafcet arrêt d'urgence avec acquittement ......................................................................23
Figure 14 : Séquence GCV Grafcet gestion de défaut avec acquittement...................................................................23
Figure 15 : Vue d'ensemble du DISOCONT ..................................................................................................................24
Figure 16 : Principe du doseur gravimétrique .............................................................................................................26
Figure 17 : Principe de la bascule avec alimentateur..................................................................................................26
Figure 18 : Vue séquence chargement trémie.............................................................................................................28
Figure 19 : vue séquence gestion des convoyeurs.......................................................................................................29
Sommaire
I. Contexte fonctionnel du projet............................................................................................................ 1
I.1. Contrat objet de l’étude :............................................................................................................. 1
I.2. Compositions chimique des engrais aux Oligo-éléments :........................................................... 1
I.3. Caractéristiques du produit.......................................................................................................... 2
I.4. Implantation géographique.......................................................................................................... 2
I.5. Production journalière : ............................................................................................................... 3
I.6. Dimensionnement et forme des trémies :................................................................................... 4
II. Solution Générale :............................................................................................................................... 5
II.1. Désignation des composants :...................................................................................................... 5
II.2. Définition des composants :......................................................................................................... 6
III. Doseur à bande : .............................................................................................................................. 9
III.1. Principe de fonctionnement :....................................................................................................... 9
IV. Cahier des charges fonctionnel : .................................................................................................... 10
IV.1. Objectif :..................................................................................................................................... 10
IV.2. Description du système.............................................................................................................. 10
V. Séquence chargement trémie :.......................................................................................................... 11
V.1. Dessin d’ensemble :.................................................................................................................... 11
V.2. Désignation des composants :.................................................................................................... 11
V.3. Intérêt de la séquence :.............................................................................................................. 12
V.4. Fonctionnement normal :........................................................................................................... 12
VI.5. Niveaux de remplissage à gérer : ............................................................................................... 13
V.5. Défaut à gérer et arrêt d’urgence : ............................................................................................ 13
V.6. Panneau de commande :............................................................................................................ 13
V.7. Adressage des variables : ........................................................................................................... 14
i. Première trémie ......................................................................................................................... 14
ii. Deuxième trémie :...................................................................................................................... 14
iii. Troisième trémie ........................................................................................................................ 15
V.8. Grafcet du fonctionnement normal :......................................................................................... 16
V.9. Grafcet Arrêt d’urgence avec acquittement : ............................................................................ 17
V.10. Grafcet gestion de défaut avec acquittement : ..................................................................... 17
VI. Séquence gestion des convoyeurs : ............................................................................................... 18
VI.1. Dessin d’ensemble...................................................................................................................... 18
VI.2. Intérêt de la séquence « gestion des convoyeurs » :................................................................. 18
VI.3. Fonctionnement normal de la séquence « gestion des convoyeurs » :..................................... 18
VI.4. Pannes à gérer et arrêt d’urgence :............................................................................................ 19
VI.5. Causes des pannes provenant du doseur :................................................................................. 19
VI.6. Panneau de commande :............................................................................................................ 20
VI.7. Adressage des variables : ........................................................................................................... 21
VI.8. Grafcet fonctionnement normal : .............................................................................................. 22
VI.9. Grafcet Arrêt d’urgence avec acquittement : ............................................................................ 23
VI.10. Grafcet gestion de défaut avec acquittement : ..................................................................... 23
VII. Séquence doseur, débit et control :............................................................................................... 24
VII.1. Définition du DISOCONT :....................................................................................................... 24
VII.2. Principe de la mesure :........................................................................................................... 24
VII.3. Mode de fonctionnement : .................................................................................................... 25
VII.4. Principe du doseur gravimétrique :........................................................................................ 26
VII.5. Principe de la bascule avec alimentateur :............................................................................. 26
VIII. Supervision de l’installation : ......................................................................................................... 27
VIII.1. Environnement de développement : ..................................................................................... 27
VIII.2. Hardware configuration : ....................................................................................................... 27
1. CPU :........................................................................................................................................... 27
2. L’interface entrées Analogiques :.............................................................................................. 27
VIII.3. Les vues : ................................................................................................................................ 28
VIII.3.1. Vue séquence chargement de trémie :.......................................................................... 28
VIII.3.2. Vue séquence gestion des doseurs : .............................................................................. 29
Conclusion générale :................................................................................................................................. 30
Bibliographie et Sitographie :..................................................................................................................... 31
Rapport PFE | Remitec | Automatisation d'une installation de production des engrais aux Oligo-éléments
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
1 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
I. Contexte fonctionnel du projet :
I.1. Contrat objet de l’étude :
Le contrat objet n° ICA-SP-15949S/16 objet de l’étude, entre OCP S.A SAFI (maitre
d’ouvrage) et REMITEC SARL (maitre d’œuvre) porte sur l’étude d’une installation de
production des engrais aux oligo-éléments.
I.2. Compositions chimique des engrais aux Oligo-éléments :
L’engrais aux oligo-éléments est à base du TSP (Triple Super Phosphate) plus 4 substances
solides, à savoir le Zinc (Zn), le cuivre (Cu), le manganèse (Mn) et le bore (B). leurs portions
sont indiquées dans le graphe ci-dessous :
NB : Le Bore étant dilué dans l’acide phosphorique ne fera pas l’objet de cette étude.
TSP 94% Zn 2% Mn 2% Cu 1% B 1%
Figure 1 : Composition des engrais aux Oligo-éléments
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
2 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
I.3. Caractéristiques du produit :
Produit Zinc (Zn) Cuivre (Cu)
Manganèse
(Mn)
Bore (B)
Granulométrie Poussière Poussière Poussière Poussière
Densité 1 kg/l 1 kg/l 1 kg/l 1 kg/l
Température Ambiante Ambiante Ambiante Ambiante
Autre Toxique Toxique Toxique Toxique
Tableau 1 : Les caractéristiques du produit
I.4. Implantation géographique :
Le projet sera implanté à la LIGNE SUD de Maroc Chimie - Safi, les Aires d’installation
des trémies et doseurs, de stockage Big Bag, du Bac et d’installation de traitement du
Borax sont indiquées dans la figure ci-dessous :
Figure 2 : Implantation géographique du projet
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
3 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
 Lieu de Stockage Des Big Bag :
L’aire de stockage sera aménagée entre la route (R301) et les bâtiments de production
du TSP, ce qui permet une manutention rapide des big bag alimentant les trémies de stockage.
 Bâtiment de stockage, d’extraction et de dosage des additions :
Le bâtiment sera implanté entre l’aire de stockage des big bag et les bâtiments de
production du TSP. Dans ce bâtiment seront implantés :
- Les équipements de vidange des big bag, de transport et d’alimentation des trémies de
stockage.
- Les trémies de stockage des trois additions avec leurs équipements de filtration et les
équipements annexes.
- Les équipements d’extraction de trémies.
- Les équipements de dosage.
- Les équipements de transport des additions jusqu’au mélangeur.
I.5. Production journalière :
Les débits des additions sont définis pour une production journalière de 1200 T sur la base
de 22 heures de fonctionnement, soit une production horaire de 55 T/H.
Donc, pour une production de 55T/H d’engrais, on aura besoin en matière première des
quantités suivantes :
Matière Débit horaire
Zn 1490 ,5 kg/ h
Cu 2502 kg /h
Mn 4317,5 kg/ h
B 3707 Kg/h
Tableau 2 : Débit horaire des substances
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
4 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
I.6. Dimensionnement et forme des trémies :
Leurs volumes utiles des trémies ont été calculés pour un fonctionnement de 12H/J du fait
que la nuit aucun remplissage de celles-ci ne sera effectué. Le corps des trémies est de
forme géométrique cylindrique, la partie basse est de forme tronconique pour faciliter
l’écoulement et la conduite des matières.
Figure 3 Formes des trémies
Les volumes utiles ainsi que les volumes standards sont indiqués dans le tableau suivant :
Trémie Volume utile (m3) Volume standard (m3)
Zn 20 40
Cu 30 40
Mn 50 70
Tableau 3 : Volumes utiles des trémies
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
5 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
II. Solution Générale :
Pour répondre à la demande de son client, REMITEC SARL propose en solution une
installation de production à base des doseurs à bande (Voir annexe I dessin d’ensemble I).
L’alimentation de la chaîne de production en matière première est assurée par le
mécanisme suivant :
II.1.Désignation des composants :
Numéro : Désignation :
1 Big Bag
2 Vide Big Bag
3 Trémie de déchargement
4 Dévoûteur
5 Vis sans fin
6 Elévateur à godets
7 Filtre de dépoussiérage
8 Silo pesé
9 Fond vibrant
10 Trémie pesée
11 Doseur à bande
Tableau 4 : Désignation des composants de la solution générale
Figure 4 Solution générale
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
6 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
II.2.Définition des composants :
 Big Bag :
C’est un grand récipient vrac souple (GRVS) pour matières sèches non dangereuses
diverses (poudre, sable, engrais, graines...).
 Station vide big bag :
Cette une station qui permet le déconditionnement des
big bags de façon ergonomique avec l’utilisation d’un
chariot élévateur et une croix de manutention big bag
spécifique.
NB : Les Big Bag seront acheminés jusqu’aux stations vide Big Bag par chariot élévateur
 Elévateur à godets :
Un élévateur à godets est une installation assurant l'ascension
de matières solides en vrac, généralement pondéreuses, à
l'aide de récipients fixés à intervalles réguliers sur une bande
souple refermée sur elle-même.
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
7 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
 Trémie de déchargement:
C’est un grand entonnoir destiné à stocker puis à verser une matière pondéreuse
(grain, sable…) par gravitation.
 Dévoûteur :
C’est un équipement industriel dont la fonction est de faciliter l'extraction mécanique
des pulvérulents stockés en silos (Voir figure ci-dessus).
 Vis sans fin :
C’est un système de transmission Un transporteur à vis est un système de transport de
matériau faisant appel au principe de la vis d'Archimède.
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
8 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
 Filtre :
Le filtre appelé également dépoussiéreur à silo est conçu pour filtrer les débris et les
particules de poussière qui s’accumulent naturellement au-dessus du réservoir de
stockage lorsque ce dernier est rempli par le système de transport pneumatique.
 Fond vibrant :
Le fond vibrant est un dispositif en forme de cône renversé qui facilite l'extraction des
matériaux des silos et des trémies grâce à des vibrations.
 Silo :
Un silo est un réservoir étanche destiné à stocker des matières en vrac (céréales,
poussières, boues, etc.).
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
9 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
III. Doseur à bande :
III.1. Principe de fonctionnement :
Le principe de l’installation de dosage avec doseur à bande sera conçu en tenant compte
de la maitrise de la veine de matière sur le doseur afin d’obtenir une très bonne constance
de dosage. Pour satisfaire cette condition, le doseur sera équipé de deux stations de
pesage :
- Une station de pesage pour contrôler le poids sur bande et permettre la
régulation de débit par variation de vitesse de bande.
- Une station de pesage qui permettra de contrôler le remplissage de la trémie
d’alimentation du doseur et permettre la régulation de l’organe d’alimentation de la
trémie du doseur.
Figure 5 : Doseur à bande
Rapport PFE | Remitec | Automatisation d'une installation de production des engrais aux Oligo-éléments
Figure 6 : Dessin d'ensemble du projet
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
10 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
IV. Cahier des charges fonctionnel :
IV.1. Objectif :
Le but est de créer un projet d’automatisation et de supervision d’une installation de production
des engrais aux oligo-éléments. On utilisera pour l’automatisation un automate de type SIEMENS
S7-1200 et pour la supervision l’Interface Homme-Machine (IHM) : SIMATIC MULTI PANEL :
MP277 10 pouces ou un système PC (On configurera donc WinCC en Runtime sur le PC).
IV.2. Description du système :
L’installation de production des engrais aux oligo-éléments a pour but d’alimenter un réacteur
(mélangeur) en matière première dosé nécessaire à la production des engrais en question, elle
compte trois stations de chargement trémies, trois doseurs et un convoyeur principal.
Le système peut être décomposé en trois séquences suivantes :
 Séquence chargement trémie.
 Séquence gestion des convoyeurs.
 Séquence dosage débit et contrôle.
Le stagiaire est amené à faire pour les deux premières séquences :
- Le logigramme de fonctionnement normale.
- Les grafcets de fonctionnement normale, de sécurité et de gestion de défaut.
- Dessiner les vues de supervision.
L’étude de la séquence « dosage débit et contrôle » sera limité à l’étude de la chaîne de
régulation du doseur.
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Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
11 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
V. Séquence chargement trémie :
V.1. Dessin d’ensemble :
V.2. Désignation des composants :
Les éléments suivants sont équipés des capteurs:
 La trémie est équipée d’un capteur analogique de poids noté « NIV ».
 L’élévateur à godets est équipés d’un capteur TOR de rotation noté « CE ».
 Le système vis sans fin est équipé d’un capteur TOR de rotation noté « CV ».
Numéro : Désignation :
1 Big Bag
2 Vide Big Bag
3 Trémie de déchargement
4 Dévoûteur
5 Vis sans fin
6 Elévateur à godets
7 Filtre
8 Silo
9 Fond vibrant
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installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
12 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
V.3. Intérêt de la séquence :
La séquence « chargement de trémie » a pour rôle d’alimenter l’installation en matière
première solide nécessaire à la production des engrais aux oligo-éléments, à savoir le Zinc, le
Cuivre et le Manganèse.
Chaque trémie est équipée d’un capteur analogique de poids indiquant son taux de
remplissage, le niveau de chargement doit être maintenu aux alentours du NIVEAU HAUT.
V.4. Fonctionnement normal :
Le démarrage du chargement ne doit s’effectuer qu’après autorisation de l’automate
programmable maître, la consigne « OM » en provenance de l’API maître indique que l’API
esclave est permis à effectuer le cycle de chargement nominal suivant :
 Présence du big bag à la station « vide big bag ».
 Lancement du cycle par appui sur le bouton «DCY ».
 Démarrage du filtre de dépoussiérage, puis une attente de 5s.
 Démarrage de l’élévateur à godets.
 Démarrage du système vis sans fin.
 Démarrage du dévoûteur.
Une fois le NIVEAU HAUT est atteint ou le bouton arrêt est actionné, il faut arrêter le
chargement du silo, l’arrêt s’effectue suivant la démarche suivante :
 L’arrêt immédiat du dévoûteur.
 L’attente de 30s.
 L’arrêt du système vis sans fin.
 L’arrêt de l’élévateur à godets.
 L’attente de 30s.
 L’arrêt du filtre.
NB : le rôle des deux temporisations est de permettre à la vis sans fin et à l’élévateur de godets
de vider leurs charges dans la trémie, car le démarrage de ces deux systèmes doit être effectué
à vide.
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
13 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
Niveaux de remplissage à gérer :
 Le niveau bas correspond à un taux de remplissage de 20 % de la trémie.
 Le niveau haut correspond à un taux de remplissage de 75 % de la trémie.
 Le niveau max correspond à un taux de remplissage de 90 % de la trémie.
V.5. Défaut à gérer et arrêt d’urgence :
La trémie est équipée d’une sonde de détection du NIVEAU MAX, si ce niveau est atteint on doit
arrêter immédiatement tous les équipements de l’installation déjà cités. Une fois la défaillance est
réparé il faut acquitter le défaut. La même procédure s’applique au cas où l’arrêt d’urgence est
demandé.
V.6. Panneau de commande :
Le panneau de commande de chaque trémie est identique au suivant, il comporte :
 Un bouton marche qui enclenche le cycle de
chargement de la trémie, noté « DCY ».
 Un bouton arrêt qui arrête le cycle de chargement de
la trémie, noté « AR ».
 Un bouton poussoir arrêt d’urgence, noté « AU ».
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installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
14 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
V.7. Adressage des variables :
i. Première trémie :
Variable Entrée / Sortie Type Adresse Commentaire
DCY1 Entrée Booléen %I0.0 Départ cycle Trémie 1
CV1 Entrée Booléen %I0.1 Capteur rotation vis sans fin 1
CE1 Entrée Booléen %I0.2 Capteur rotation élévateur 1
KMD1 Sortie Booléen %Q0.0 Commande Dévoûteur 1
KMV1 Sortie Booléen %Q0.1 Commande Vis sans fin 1
KME1 Sortie Booléen %Q0.2 Commande Elévateur 1
KMF1 Sortie Booléen %Q0.3 Commande Filtre 1
Nv1 Entrée Analogique %IW96 Capteur de niveau trémie 1
AU1 Entrée Booléen %I5.1 Arrêt d’urgence trémie 1
Tableau 5 : Adressage Trémie 1
ii. Deuxième trémie :
Variable Entrée / Sortie Type Adresse Commentaire
DCY2 Entrée Booléen %I1.0 Départ cycle Trémie 2
CV2 Entrée Booléen %I1.1 Capteur rotation vis sans fin 2
CE2 Entrée Booléen %I1.2 Capteur rotation élévateur 2
KMD2 Sortie Booléen %Q1.0 Commande Dévoûteur 2
KMV2 Sortie Booléen %Q1.1 Commande Vis sans fin 2
KME2 Sortie Booléen %Q1.2 Commande Elévateur 2
KMF2 Sortie Booléen %Q1.3 Commande Filtre 2
Nv2 Entrée Analogique %IW98 Capteur de niveau trémie 2
AU2 Entrée Booléen %I5.2 Arrêt d’urgence trémie 2
Tableau 6 : Adressage Trémie 2
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
15 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
iii. Troisième trémie :
Variable Entrée / Sortie Type Adresse Commentaire
DCY3 Entrée Booléen %I2.0 Départ cycle Trémie 3
CV3 Entrée Booléen %I2.1 Capteur rotation vis sans fin 3
CE3 Entrée Booléen %I2.2 Capteur rotation élévateur 3
KMD3 Sortie Booléen %Q2.0 Commande Dévoûteur 3
KMV3 Sortie Booléen %Q2.1 Commande Vis sans fin 3
KME3 Sortie Booléen %Q2.2 Commande Elévateur 3
KMF3 Sortie Booléen %Q2.3 Commande Filtre 3
Nv3 Entrée Analogique %IW100 Capteur de niveau trémie 3
AU3 Entrée Booléen %I5.3 Arrêt d’urgence trémie 3
Tableau 7 : Adressage Trémie 3
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installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
16 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
V.8. Grafcet du fonctionnement normal :
Figure 7 : Séquence CH.T Grafcet du fonctionnement normal
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
17 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
V.9. Grafcet Arrêt d’urgence avec acquittement :
V.10. Grafcet gestion de défaut avec acquittement :
Figure 8 : Séquence CH.T Grafcet arrêt d'urgence avec acquittement
Figure 9 : Séquence CH.T Grafcet de gestion de défaut avec acquittement
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
18 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
VI. Séquence gestion des convoyeurs :
VI.1. Dessin d’ensemble :
VI.2. Intérêt de la séquence « gestion des convoyeurs » :
Le rôle de la séquence est la gestion des trois doseurs ainsi que le convoyeur
principal. Ce dernier a pour mission d’acheminer les trois substances dosés (Zn – Cu – Mn) vers
une autre partie de l’installation où ils sont mélangés avec le TSP afin de former les engrais aux
oligo-éléments.
VI.3. Fonctionnement normal de la séquence « gestion des convoyeurs » :
Un appui sur le bouton départ cycle noté « DCY » enclenche le cycle, On commande
l’ouverture des trois registres d’isolement 1, 2 et 3, puis on démarre les trois doseurs selon
l’ordre suivant :
- Démarrage du doseur n°1 et attente de la réponse de marche « CC1 ».
- Démarrage du doseur n°2 et attente de la réponse de marche « CC2 ».
- Démarrage du doseur n°3 et attente de la réponse de marche « CC3 ».
Un appui sur le bouton arrêt noté « AR » commande l’arrêt. Une fois ce dernier est actionné, on
commande la fermeture des trois registres d’isolement 1, 2 et 3. Après une certaine
temporisation on arrête les trois doseurs simultanément, une nouvelle temporisation est
prévue pour permettre au mécanisme de vider sa charge pour pouvoir reprendre le cycle à
vide, Enfin On arrête le convoyeur principal.
Figure 10 : Séquence GCV Dessin d'ensemble
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
19 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
VI.4. Pannes à gérer et arrêt d’urgence :
Une fois une panne est détectée sur l’un des doseurs (P = 1) ou le bouton poussoir
arrêt d’urgence « AU» est actionné, les trois doseurs 1,2 et 3 doivent s’arrêter simultanément
ainsi que le convoyeur principale.
La production est arrêté jusqu’à la résolution du problème et la disparition de la consigne P Un
appui sur le bouton de réarmement « R » de réarmement permet de placer le système en état
d’arrêt dans l’état initial.
VI.5. Causes des pannes provenant du doseur :
La variable logique provenant de la partie commande du doseur vers l’API à savoir :
P1, P2 ou P3 peut être causé par l’une des pannes suivantes :
Panne Cause possible
Charge sur la bande trop forte.
Hauteur de couche matière trop haute
Densité matière trop haute
Le Débit nominal n’est pas atteint.
Hauteur couche produit trop basse
Défaut d’extraction du produit
La bande patine
La Vitesse de bande ne correspond
pas au nombre de tours.
La bande patine
La bande dévie d’un côté.
Tension de bande inégale
Tambours moteur- / renvoi encrassés
Station de tension et de guidage de bande pas
correctement ajustée.
Erreur de dosage trop grande.
Extraction matière du silo trop irrégulière
Les rouleaux porteurs dans la zone du pesage ne
sont plus alignés
Capteur(s) de pesage défectueux
Tableau 8 : Causes des pannes provenant du doseur
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
20 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
Une fois une panne détecté, l’agent de maintenance peut consulter l’afficheur de la
partie commande du doseur pour connaître exactement la raison de la panne.
VI.6. Panneau de commande :
Le panneau de commande du système est le suivant :
 Un bouton marche qui enclenche les trois doseurs et le convoyeur principal, noté
« DCY ».
 Un bouton arrêt pour arrêter la production, noté « AR ».
 Un bouton poussoir arrêt d’urgence, noté « AU ».
Figure 11 : Le DISOCONT partie commande du doseur
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
21 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
VI.7. Adressage des variables :
Variable Entrée / Sortie Type Adresse Commentaire
OM Entrée Booléen %I3.0 Autorisation de marche provenant de l’API
AUP Entrée Booléen %I3.1 Arrêt d'urgence
AR Entrée Booléen %I4.7 Arrêt
R Entrée Booléen %I3.2 Réarmement
PP Entrée Booléen I3.3 Panne convoyeur principal
P1 Entrée Booléen %I3.4 Panne doseur 1
P2 Entrée Booléen %I3.5 Panne doseur 2
P3 Entrée Booléen %I3.6 Panne doseur 3
CCP Entrée Booléen %I3.7 Capteur rotation convoyeur principal
CC1 Entrée Booléen %I4.0 Capteur rotation bande doseur 1
CC2 Entrée Booléen %I4.1 Capteur rotation bande doseur 2
CC3 Entrée Booléen %I4.2 Capteur rotation bande doseur 3
KMP Sortie Booléen %I4.3 Commande rotation convoyeur principal
KM1 Sortie Booléen %I4.4 Commande rotation bande doseur 1
KM2 Sortie Booléen %I4.5 Commande rotation bande doseur 2
KM3 Sortie Booléen %I4.6 Commande rotation bande doseur 3
Reg1 Sortie Booléen %Q4.7 Commande registre 1
Reg2 Sortie Booléen %Q5.0 Commande registre 2
Reg3 Sortie Booléen %Q5.1 Commande registre 3
DCY Entrée Booléen %I5.0 Départ cycle chargement
Tableau 9 : Séquence GCV Adressage des variables
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
22 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
VI.8. Grafcet fonctionnement normal :
Figure 12 : Séquence CV Grafcet du fonctionnement normal
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
23 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
VI.9. Grafcet Arrêt d’urgence avec acquittement :
VI.10. Grafcet gestion de défaut avec acquittement :
Figure 13 : Séquence GCV Grafcet arrêt d'urgence avec acquittement
Figure 14 : Séquence GCV Grafcet gestion de défaut avec acquittement
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
24 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
VII. Séquence doseur, débit et control :
VII.1. Définition du DISOCONT :
Le DISOCONT est un équipement électronique modulaire, à usages multiples, pour
les techniques de pesage et de dosage, il est conçu pour des fonctions de mesure et de
commande ou bien pour des chargements en discontinu.
Le système DISOCONT remplit toutes les fonctions des techniques du pesage ainsi
que des fonctions process pour la mesure et le dosage des produits en vrac.
VII.2. Principe de la mesure :
La matière est conduite sur un tablier de pesage placé sous la bande, et limité par
deux rouleaux porteurs. La quantité de matière sur le tablier de pesage produit par
l'intermédiaire d'un ou plusieurs rouleaux de mesure, une force sur le capteur de
pesage, La tension de sortie du capteur de pesage est proportionnelle à la charge sur le
tablier de pesage. Cette tension est amplifiée et amenée au microprocesseur du DISOCONT
à l'aide d'un convertisseur analogique-digital.
Figure 15 : Vue d'ensemble du DISOCONT
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
25 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
VII.3. Mode de fonctionnement :
Le DISOCONT peut être piloté en deux modes de fonctionnement, selon la relation
suivante :
Avec :
I : Débit en kg/s
V : La vitesse de la bande en m/s
Q : La charge sur la bande en kg/m
Donc, pour varier le débit du doseur, on procède soit par varier la vitesse de la bande
(doseur gravimétrique), soit on varie la charge sur la bande (bascule avec alimentateur).
 Mode de marche gravimétrique (Régulé) :
Le débit réel est régulé sur le débit de consigne prédéterminé. Le débit de consigne
maximum est égal au débit nominal de l'appareil. Si la valeur de consigne désirée est
trop élevée, le système annonce une erreur.
 Mode de marche volumétrique (Non régulé) :
L'organe de dosage est ajusté proportionnellement au débit de consigne. Pour des
conditions nominales, le débit de dosage correspond à peu près à la valeur de
consigne prédéterminée. La valeur de consigne est limitée à trois fois la valeur
nominale du débit de dosage. Quand cette valeur est dépassée, le système annonce
une erreur.
I = Q*V
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
26 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
VII.4. Principe du doseur gravimétrique :
Une bande transporteuse soutire de la matière, d'une trémie ou d'un silo. Le débit de
consigne et le débit réel sont comparés et la différence « Xd » est conduite sur un
régulateur R. Ce dernier modifie la vitesse de la bande transporteuse, jusqu'à ce que le
débit réel soit égal au débit de consigne.
VII.5. Principe de la bascule avec alimentateur :
Un organe d'alimentation régulé alimente une bande transporteuse peseuse. Le débit est
régulé sur la valeur de consigne par modification de la charge sur la bande. La vitesse de
bande reste normalement constante.
Figure 16 : Principe du doseur gravimétrique
Figure 17 : Principe de la bascule avec alimentateur
VII.6.
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
27 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
VIII. Supervision de l’installation :
VIII.1. Environnement de développement :
Le travail ci-contre est développé sous TIA portal V13 de SIEMENS.
TIA PORTAL est un environnement de développement de SIEMES qui regroupe STEP7 et
WINCC dans le même programme, permettant le développement et la programmation des
automates programmables de SIEMENS.
VIII.2. Hardware configuration :
1. CPU :
La CPU utilisé lors de la simulation est le ST-1200, ayant les caractéristiques suivantes :
Mémoire de travail 100 Ko, Alimentation AC120/240V avec
DI14 x DC24V SINK/SOURCE, DQ 10 x relais et 4 sorties
d’impulsions intégrées ; extension des E/S intégrées par
Signal Board ; jusqu’à 3 modules de communication pour
communication série ; jusqu’à 8 modules d’entrées-sorties
pour extension des E/S ; 0,04 ms/k instructions ; 2 interfaces
PROFINET pour programmation, communication,
communication IHM et API-API.
2. L’interface entrées Analogiques :
L’interface entrées analogiques utilisé lors de la simulation ainsi que ses
caractéristiques sont les suivantes :
Module d’entrées analogiques AI4 x 13Bit, 5V, 10C et
0..20mA ; réjection de fréquences perturbatrices paramétrable ;
lissage paramétrable ; diagnostic paramétrable.
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
28 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
VIII.3. Les vues :
VIII.3.1. Vue séquence chargement de trémie :
Cette vue permet de contrôler le niveau de remplissage de la trémie à l’aide du Bargraphe qui
indique le niveau de chargement en précision. La vue est équipée de trois indicateurs : deux
pour les niveaux de remplissage critiques (NIVEAU MAX et NIVEAU BAS) et un pour le niveau de
remplissage fonctionnel (NIVEAU HAUT).
La vue est également équipée des boutons départ cycle « DCY », arrêt « AR » et arrêt
d’urgence « AU » permettant de simuler le fonctionnement dans tous les cas possibles.
NB : la vue est identique pour les trois trémies, c’est pourquoi on a mentionné une seule vue.
Figure 18 : Vue séquence chargement trémie
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
29 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
VIII.3.2. Vue séquence gestion des doseurs :
Cette vue permet de contrôler le fonctionnement global du système, trois indicateurs :
un au-dessous de chaque doseur permettent de détecter le doseur en panne. Un indicateur au-
dessous du convoyeur principal fait le même rôle.
La vue est équipée de trois boutons : Un départ cycle « DCY », un arrêt « AR » et un arrêt
d’urgence. Ces trois boutons permettront au contrôleur de commander l’installation depuis
l’interface homme-machine.
Figure 19 : vue séquence gestion des convoyeurs
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
30 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
Conclusion générale :
Le travail présenté dans ce projet de fin d’études porte sur l’étude de l’automatisation
d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments, et la mise en place d’une
architecture de supervision pour veiller au fonctionnement de l’installation.
Mon projet m’a permis d’approfondir mes connaissances au niveau des automatismes
et leur mise en application. La manière proposée pour gérer un projet est basé sur ces
grandes parties : Etude, le développement et la simulation.
Pour atteindre ces résultats, nous avons effectué les travaux suivants : L’analyse du
cahier des charges fonctionnel, la mise en œuvre d’un organigramme général des séquences
de l’installation, la détermination du nombre d’E/S leurs types puis les adresser, enfin le
développement du projet, l’élaboration des grafcets, enfin le développement du projet.
En termes de conclusion la réalisation de ce projet au sein de REMITEC SARL était
très bénéfique pour ma formation. En effet, elle m’a permis d’approfondir mes connaissances
et d’appliquer des concepts technologiques en matière d’automatisation, Elle a également
constituée en ce sens une expérience très riche sur le plan technique.
Enfin, ce projet m’a a permis de développer des qualités d’organisation et de relations
humaines qui restent des atouts majeurs pour un titulaire d’une licence.
Automatisation et supervision d’une
installation de production des engrais aux
Oligo-éléments
31 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI
Bibliographie et Sitographie :
 Documents :
o Document technique SINEX MULTIDOS.
o Document technique SINEX Doseur à bande.
o Manuel d’instruction SINEX DISOCONT.
o Fiche technique SCHENK FOND VIBRANT.
o CONTRAT n° N° ICA- SP – S – 15949S/16.
o Présentation Oligo-éléments OCP SAFI.
o Flow Sheet Doseur à bande.
 Site internet :
o Wikipédia.
o OCP : www.ocpgroup.ma
o Google : www.google.com

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Rapport PFE | Remitec | Automatisation d'une installation de production des engrais aux Oligo-éléments

  • 1. Année universitaire 2015/2016 Projet de fin d’études : En vue de l’obtention du diplôme de Brevet de technicien supérieur Spécialité : Electromécanique et Systèmes Automatisés Réalisé par : Encadré par : BOUFAKRI Zouhair Pr. ZAHIDI Abdallah Lycée Technique Settat Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments
  • 2. Dédicace A ma famille : Vous étiez toujours là, à m’encourager lors de mes doutes et à me supporter aux moments d’échec avant celles de la réussite. Vous n’avez ménagé aucun effort pour me soutenir le long de ma vie, et vous étiez toujours fiers de moi … Sans vous, je ne serai pas qui je suis, et je n’arriverai pas là … A mes amis : les fidèles, votre présence à mes côtés m’a aidé à dépasser beaucoup d’obstacles … Je vous remercie. Je vous aime …
  • 3. Remerciements Au terme de ce travail, je tiens à exprimer ma gratitude et mes remerciements les plus profondes : A Mr. SBAI Saïd le Directeur général de REMITEC S.A.R.L pour l’accueil chaleureux à son entreprise et parmi son personnel, le temps précieux qu’il m’a consacré et l’occasion irrécupérable qu’il m’a donné et qui m’a permis d’élargir mes connaissances en domaine professionnel et entrepreneurial. Je tiens également à remercier chaleureusement l’ensemble du personnel de REMITEC, surtout :  Melle AJLANE Sara.  Mr. BABA Samir.  Mr. ABBI Yassine.  Mr. GHALMI Samir. Je remercie plus particulièrement : Monsieur HAMDAOUI le et directeur des études au lycée technique Settat pour son soutien et sa serviabilité tout au long de la durée de la formation. Professeur ZAHIDI Abdallah mon professeur encadrant en PFE pour sa disponibilité et ses conseils les plus chers. Que tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à la réalisation de ce travail trouvent ici l’expression de ma parfaite gratitude.
  • 6. Introduction générale Dans le cadre de la concurrence affreuse entre les producteurs du phosphate et pour garantir une place honoré au niveau mondial, le Royaume du Maroc a décidé de produire un nouveau type d’engrais phosphatés : les engrais aux Oligo-éléments. C’est dans ce cadre que s’inscrit mon projet de fin d’études effectué dans REMITEC S.A.R.L., qui consiste entre autre à faire l’étude de la mise en place d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments au cœur de MAROC CHIMIE à SAFI. Ce projet a pour objectif l’automatisation et la supervision de l’installation en respectant les règles de l’art et en respectant le cahier des charges fonctionnel. Ce rapport présente l’intégralité des démarches poursuivies pour la réalisation de cette étude, en commençant par L’analyse du cahier des charges fonctionnel, la mise en œuvre d’un organigramme général des séquences de l’installation, la détermination du nombre d’E/S leurs types, les adresser, l’élaboration des grafcets, enfin le développement du projet. Ainsi, ce rapport présente le travail effectué à ce stade, composé des chapitres suivants : Le premier chapitre est une présentation de la société maitresse d’œuvre dans laquelle j’ai effectué mon stage. Le deuxième chapitre présente le contexte fonctionnel du projet, le contrat, et la solution proposée par REMITEC S.A.R.L. Le troisième chapitre est consacré pour le cahier des charges fonctionnel m’étant donné en tant que stagiaire au sein de REMITEC S.A.R.L. Le quatrième chapitre présente le fonctionnement de l’installation et les différentes approches suivies pour automatiser l’installation. Enfin, Le cinquième chapitre décrit le matériel utilisé pour la simulation et illustre les différentes vues conçus pour permettre la supervision de l’installation.
  • 8. Liste des abréviations TSP : Tripe Superphosphate. Cu : Cuivre. Mn : Manganèse. Zn : Zinc. B : Bore. GCV : Gestion des convoyeurs. CH.T : Chargement trémie. API : Automate programmable industriel. TOR : Tout ou rien.
  • 9. Table des tableaux Tableau 1 : Les caractéristiques du produit...................................................................................................................2 Tableau 2 : Débit horaire des substances......................................................................................................................3 Tableau 3 : Volumes utiles des trémies.........................................................................................................................4 Tableau 4 : Désignation des composants de la solution générale ................................................................................5 Tableau 6 : Adressage Trémie 1 ..................................................................................................................................14 Tableau 7 : Adressage Trémie 2 ..................................................................................................................................14 Tableau 8 : Adressage Trémie 3 ..................................................................................................................................15 Tableau 8 : Causes des pannes provenant du doseur .................................................................................................19 Tableau 9 : Séquence GCV Adressage des variables ...................................................................................................21
  • 10. Liste des figures Figure 1 : Composition des engrais aux Oligo-éléments ...............................................................................................1 Figure 2 : Implantation géographique du projet...........................................................................................................2 Figure 3 Formes des trémies .........................................................................................................................................4 Figure 4 Solution générale ............................................................................................................................................5 Figure 5 : Doseur à bande .............................................................................................................................................9 Figure 6 : Dessin d'ensemble du projet .........................................................................................................................9 Figure 7 : Séquence CH.T Grafcet du fonctionnement normal ....................................................................................16 Figure 8 : Séquence CH.T Grafcet arrêt d'urgence avec acquittement........................................................................17 Figure 9 : Séquence CH.T Grafcet de gestion de défaut avec acquittement ...............................................................17 Figure 11 : Séquence GCV Dessin d'ensemble .............................................................................................................18 Figure 12 : Le DISOCONT partie commande du doseur...............................................................................................20 Figure 12 : Séquence CV Grafcet du fonctionnement normal .....................................................................................22 Figure 13 : Séquence GCV Grafcet arrêt d'urgence avec acquittement ......................................................................23 Figure 14 : Séquence GCV Grafcet gestion de défaut avec acquittement...................................................................23 Figure 15 : Vue d'ensemble du DISOCONT ..................................................................................................................24 Figure 16 : Principe du doseur gravimétrique .............................................................................................................26 Figure 17 : Principe de la bascule avec alimentateur..................................................................................................26 Figure 18 : Vue séquence chargement trémie.............................................................................................................28 Figure 19 : vue séquence gestion des convoyeurs.......................................................................................................29
  • 11. Sommaire I. Contexte fonctionnel du projet............................................................................................................ 1 I.1. Contrat objet de l’étude :............................................................................................................. 1 I.2. Compositions chimique des engrais aux Oligo-éléments :........................................................... 1 I.3. Caractéristiques du produit.......................................................................................................... 2 I.4. Implantation géographique.......................................................................................................... 2 I.5. Production journalière : ............................................................................................................... 3 I.6. Dimensionnement et forme des trémies :................................................................................... 4 II. Solution Générale :............................................................................................................................... 5 II.1. Désignation des composants :...................................................................................................... 5 II.2. Définition des composants :......................................................................................................... 6 III. Doseur à bande : .............................................................................................................................. 9 III.1. Principe de fonctionnement :....................................................................................................... 9 IV. Cahier des charges fonctionnel : .................................................................................................... 10 IV.1. Objectif :..................................................................................................................................... 10 IV.2. Description du système.............................................................................................................. 10 V. Séquence chargement trémie :.......................................................................................................... 11 V.1. Dessin d’ensemble :.................................................................................................................... 11 V.2. Désignation des composants :.................................................................................................... 11 V.3. Intérêt de la séquence :.............................................................................................................. 12 V.4. Fonctionnement normal :........................................................................................................... 12 VI.5. Niveaux de remplissage à gérer : ............................................................................................... 13 V.5. Défaut à gérer et arrêt d’urgence : ............................................................................................ 13 V.6. Panneau de commande :............................................................................................................ 13 V.7. Adressage des variables : ........................................................................................................... 14 i. Première trémie ......................................................................................................................... 14 ii. Deuxième trémie :...................................................................................................................... 14 iii. Troisième trémie ........................................................................................................................ 15 V.8. Grafcet du fonctionnement normal :......................................................................................... 16 V.9. Grafcet Arrêt d’urgence avec acquittement : ............................................................................ 17
  • 12. V.10. Grafcet gestion de défaut avec acquittement : ..................................................................... 17 VI. Séquence gestion des convoyeurs : ............................................................................................... 18 VI.1. Dessin d’ensemble...................................................................................................................... 18 VI.2. Intérêt de la séquence « gestion des convoyeurs » :................................................................. 18 VI.3. Fonctionnement normal de la séquence « gestion des convoyeurs » :..................................... 18 VI.4. Pannes à gérer et arrêt d’urgence :............................................................................................ 19 VI.5. Causes des pannes provenant du doseur :................................................................................. 19 VI.6. Panneau de commande :............................................................................................................ 20 VI.7. Adressage des variables : ........................................................................................................... 21 VI.8. Grafcet fonctionnement normal : .............................................................................................. 22 VI.9. Grafcet Arrêt d’urgence avec acquittement : ............................................................................ 23 VI.10. Grafcet gestion de défaut avec acquittement : ..................................................................... 23 VII. Séquence doseur, débit et control :............................................................................................... 24 VII.1. Définition du DISOCONT :....................................................................................................... 24 VII.2. Principe de la mesure :........................................................................................................... 24 VII.3. Mode de fonctionnement : .................................................................................................... 25 VII.4. Principe du doseur gravimétrique :........................................................................................ 26 VII.5. Principe de la bascule avec alimentateur :............................................................................. 26 VIII. Supervision de l’installation : ......................................................................................................... 27 VIII.1. Environnement de développement : ..................................................................................... 27 VIII.2. Hardware configuration : ....................................................................................................... 27 1. CPU :........................................................................................................................................... 27 2. L’interface entrées Analogiques :.............................................................................................. 27 VIII.3. Les vues : ................................................................................................................................ 28 VIII.3.1. Vue séquence chargement de trémie :.......................................................................... 28 VIII.3.2. Vue séquence gestion des doseurs : .............................................................................. 29 Conclusion générale :................................................................................................................................. 30 Bibliographie et Sitographie :..................................................................................................................... 31
  • 14. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 1 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI I. Contexte fonctionnel du projet : I.1. Contrat objet de l’étude : Le contrat objet n° ICA-SP-15949S/16 objet de l’étude, entre OCP S.A SAFI (maitre d’ouvrage) et REMITEC SARL (maitre d’œuvre) porte sur l’étude d’une installation de production des engrais aux oligo-éléments. I.2. Compositions chimique des engrais aux Oligo-éléments : L’engrais aux oligo-éléments est à base du TSP (Triple Super Phosphate) plus 4 substances solides, à savoir le Zinc (Zn), le cuivre (Cu), le manganèse (Mn) et le bore (B). leurs portions sont indiquées dans le graphe ci-dessous : NB : Le Bore étant dilué dans l’acide phosphorique ne fera pas l’objet de cette étude. TSP 94% Zn 2% Mn 2% Cu 1% B 1% Figure 1 : Composition des engrais aux Oligo-éléments
  • 15. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 2 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI I.3. Caractéristiques du produit : Produit Zinc (Zn) Cuivre (Cu) Manganèse (Mn) Bore (B) Granulométrie Poussière Poussière Poussière Poussière Densité 1 kg/l 1 kg/l 1 kg/l 1 kg/l Température Ambiante Ambiante Ambiante Ambiante Autre Toxique Toxique Toxique Toxique Tableau 1 : Les caractéristiques du produit I.4. Implantation géographique : Le projet sera implanté à la LIGNE SUD de Maroc Chimie - Safi, les Aires d’installation des trémies et doseurs, de stockage Big Bag, du Bac et d’installation de traitement du Borax sont indiquées dans la figure ci-dessous : Figure 2 : Implantation géographique du projet
  • 16. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 3 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI  Lieu de Stockage Des Big Bag : L’aire de stockage sera aménagée entre la route (R301) et les bâtiments de production du TSP, ce qui permet une manutention rapide des big bag alimentant les trémies de stockage.  Bâtiment de stockage, d’extraction et de dosage des additions : Le bâtiment sera implanté entre l’aire de stockage des big bag et les bâtiments de production du TSP. Dans ce bâtiment seront implantés : - Les équipements de vidange des big bag, de transport et d’alimentation des trémies de stockage. - Les trémies de stockage des trois additions avec leurs équipements de filtration et les équipements annexes. - Les équipements d’extraction de trémies. - Les équipements de dosage. - Les équipements de transport des additions jusqu’au mélangeur. I.5. Production journalière : Les débits des additions sont définis pour une production journalière de 1200 T sur la base de 22 heures de fonctionnement, soit une production horaire de 55 T/H. Donc, pour une production de 55T/H d’engrais, on aura besoin en matière première des quantités suivantes : Matière Débit horaire Zn 1490 ,5 kg/ h Cu 2502 kg /h Mn 4317,5 kg/ h B 3707 Kg/h Tableau 2 : Débit horaire des substances
  • 17. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 4 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI I.6. Dimensionnement et forme des trémies : Leurs volumes utiles des trémies ont été calculés pour un fonctionnement de 12H/J du fait que la nuit aucun remplissage de celles-ci ne sera effectué. Le corps des trémies est de forme géométrique cylindrique, la partie basse est de forme tronconique pour faciliter l’écoulement et la conduite des matières. Figure 3 Formes des trémies Les volumes utiles ainsi que les volumes standards sont indiqués dans le tableau suivant : Trémie Volume utile (m3) Volume standard (m3) Zn 20 40 Cu 30 40 Mn 50 70 Tableau 3 : Volumes utiles des trémies
  • 18. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 5 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI II. Solution Générale : Pour répondre à la demande de son client, REMITEC SARL propose en solution une installation de production à base des doseurs à bande (Voir annexe I dessin d’ensemble I). L’alimentation de la chaîne de production en matière première est assurée par le mécanisme suivant : II.1.Désignation des composants : Numéro : Désignation : 1 Big Bag 2 Vide Big Bag 3 Trémie de déchargement 4 Dévoûteur 5 Vis sans fin 6 Elévateur à godets 7 Filtre de dépoussiérage 8 Silo pesé 9 Fond vibrant 10 Trémie pesée 11 Doseur à bande Tableau 4 : Désignation des composants de la solution générale Figure 4 Solution générale
  • 19. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 6 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI II.2.Définition des composants :  Big Bag : C’est un grand récipient vrac souple (GRVS) pour matières sèches non dangereuses diverses (poudre, sable, engrais, graines...).  Station vide big bag : Cette une station qui permet le déconditionnement des big bags de façon ergonomique avec l’utilisation d’un chariot élévateur et une croix de manutention big bag spécifique. NB : Les Big Bag seront acheminés jusqu’aux stations vide Big Bag par chariot élévateur  Elévateur à godets : Un élévateur à godets est une installation assurant l'ascension de matières solides en vrac, généralement pondéreuses, à l'aide de récipients fixés à intervalles réguliers sur une bande souple refermée sur elle-même.
  • 20. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 7 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI  Trémie de déchargement: C’est un grand entonnoir destiné à stocker puis à verser une matière pondéreuse (grain, sable…) par gravitation.  Dévoûteur : C’est un équipement industriel dont la fonction est de faciliter l'extraction mécanique des pulvérulents stockés en silos (Voir figure ci-dessus).  Vis sans fin : C’est un système de transmission Un transporteur à vis est un système de transport de matériau faisant appel au principe de la vis d'Archimède.
  • 21. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 8 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI  Filtre : Le filtre appelé également dépoussiéreur à silo est conçu pour filtrer les débris et les particules de poussière qui s’accumulent naturellement au-dessus du réservoir de stockage lorsque ce dernier est rempli par le système de transport pneumatique.  Fond vibrant : Le fond vibrant est un dispositif en forme de cône renversé qui facilite l'extraction des matériaux des silos et des trémies grâce à des vibrations.  Silo : Un silo est un réservoir étanche destiné à stocker des matières en vrac (céréales, poussières, boues, etc.).
  • 22. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 9 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI III. Doseur à bande : III.1. Principe de fonctionnement : Le principe de l’installation de dosage avec doseur à bande sera conçu en tenant compte de la maitrise de la veine de matière sur le doseur afin d’obtenir une très bonne constance de dosage. Pour satisfaire cette condition, le doseur sera équipé de deux stations de pesage : - Une station de pesage pour contrôler le poids sur bande et permettre la régulation de débit par variation de vitesse de bande. - Une station de pesage qui permettra de contrôler le remplissage de la trémie d’alimentation du doseur et permettre la régulation de l’organe d’alimentation de la trémie du doseur. Figure 5 : Doseur à bande
  • 24. Figure 6 : Dessin d'ensemble du projet
  • 25. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 10 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI IV. Cahier des charges fonctionnel : IV.1. Objectif : Le but est de créer un projet d’automatisation et de supervision d’une installation de production des engrais aux oligo-éléments. On utilisera pour l’automatisation un automate de type SIEMENS S7-1200 et pour la supervision l’Interface Homme-Machine (IHM) : SIMATIC MULTI PANEL : MP277 10 pouces ou un système PC (On configurera donc WinCC en Runtime sur le PC). IV.2. Description du système : L’installation de production des engrais aux oligo-éléments a pour but d’alimenter un réacteur (mélangeur) en matière première dosé nécessaire à la production des engrais en question, elle compte trois stations de chargement trémies, trois doseurs et un convoyeur principal. Le système peut être décomposé en trois séquences suivantes :  Séquence chargement trémie.  Séquence gestion des convoyeurs.  Séquence dosage débit et contrôle. Le stagiaire est amené à faire pour les deux premières séquences : - Le logigramme de fonctionnement normale. - Les grafcets de fonctionnement normale, de sécurité et de gestion de défaut. - Dessiner les vues de supervision. L’étude de la séquence « dosage débit et contrôle » sera limité à l’étude de la chaîne de régulation du doseur.
  • 27. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 11 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI V. Séquence chargement trémie : V.1. Dessin d’ensemble : V.2. Désignation des composants : Les éléments suivants sont équipés des capteurs:  La trémie est équipée d’un capteur analogique de poids noté « NIV ».  L’élévateur à godets est équipés d’un capteur TOR de rotation noté « CE ».  Le système vis sans fin est équipé d’un capteur TOR de rotation noté « CV ». Numéro : Désignation : 1 Big Bag 2 Vide Big Bag 3 Trémie de déchargement 4 Dévoûteur 5 Vis sans fin 6 Elévateur à godets 7 Filtre 8 Silo 9 Fond vibrant
  • 28. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 12 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI V.3. Intérêt de la séquence : La séquence « chargement de trémie » a pour rôle d’alimenter l’installation en matière première solide nécessaire à la production des engrais aux oligo-éléments, à savoir le Zinc, le Cuivre et le Manganèse. Chaque trémie est équipée d’un capteur analogique de poids indiquant son taux de remplissage, le niveau de chargement doit être maintenu aux alentours du NIVEAU HAUT. V.4. Fonctionnement normal : Le démarrage du chargement ne doit s’effectuer qu’après autorisation de l’automate programmable maître, la consigne « OM » en provenance de l’API maître indique que l’API esclave est permis à effectuer le cycle de chargement nominal suivant :  Présence du big bag à la station « vide big bag ».  Lancement du cycle par appui sur le bouton «DCY ».  Démarrage du filtre de dépoussiérage, puis une attente de 5s.  Démarrage de l’élévateur à godets.  Démarrage du système vis sans fin.  Démarrage du dévoûteur. Une fois le NIVEAU HAUT est atteint ou le bouton arrêt est actionné, il faut arrêter le chargement du silo, l’arrêt s’effectue suivant la démarche suivante :  L’arrêt immédiat du dévoûteur.  L’attente de 30s.  L’arrêt du système vis sans fin.  L’arrêt de l’élévateur à godets.  L’attente de 30s.  L’arrêt du filtre. NB : le rôle des deux temporisations est de permettre à la vis sans fin et à l’élévateur de godets de vider leurs charges dans la trémie, car le démarrage de ces deux systèmes doit être effectué à vide.
  • 29. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 13 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI Niveaux de remplissage à gérer :  Le niveau bas correspond à un taux de remplissage de 20 % de la trémie.  Le niveau haut correspond à un taux de remplissage de 75 % de la trémie.  Le niveau max correspond à un taux de remplissage de 90 % de la trémie. V.5. Défaut à gérer et arrêt d’urgence : La trémie est équipée d’une sonde de détection du NIVEAU MAX, si ce niveau est atteint on doit arrêter immédiatement tous les équipements de l’installation déjà cités. Une fois la défaillance est réparé il faut acquitter le défaut. La même procédure s’applique au cas où l’arrêt d’urgence est demandé. V.6. Panneau de commande : Le panneau de commande de chaque trémie est identique au suivant, il comporte :  Un bouton marche qui enclenche le cycle de chargement de la trémie, noté « DCY ».  Un bouton arrêt qui arrête le cycle de chargement de la trémie, noté « AR ».  Un bouton poussoir arrêt d’urgence, noté « AU ».
  • 30. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 14 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI V.7. Adressage des variables : i. Première trémie : Variable Entrée / Sortie Type Adresse Commentaire DCY1 Entrée Booléen %I0.0 Départ cycle Trémie 1 CV1 Entrée Booléen %I0.1 Capteur rotation vis sans fin 1 CE1 Entrée Booléen %I0.2 Capteur rotation élévateur 1 KMD1 Sortie Booléen %Q0.0 Commande Dévoûteur 1 KMV1 Sortie Booléen %Q0.1 Commande Vis sans fin 1 KME1 Sortie Booléen %Q0.2 Commande Elévateur 1 KMF1 Sortie Booléen %Q0.3 Commande Filtre 1 Nv1 Entrée Analogique %IW96 Capteur de niveau trémie 1 AU1 Entrée Booléen %I5.1 Arrêt d’urgence trémie 1 Tableau 5 : Adressage Trémie 1 ii. Deuxième trémie : Variable Entrée / Sortie Type Adresse Commentaire DCY2 Entrée Booléen %I1.0 Départ cycle Trémie 2 CV2 Entrée Booléen %I1.1 Capteur rotation vis sans fin 2 CE2 Entrée Booléen %I1.2 Capteur rotation élévateur 2 KMD2 Sortie Booléen %Q1.0 Commande Dévoûteur 2 KMV2 Sortie Booléen %Q1.1 Commande Vis sans fin 2 KME2 Sortie Booléen %Q1.2 Commande Elévateur 2 KMF2 Sortie Booléen %Q1.3 Commande Filtre 2 Nv2 Entrée Analogique %IW98 Capteur de niveau trémie 2 AU2 Entrée Booléen %I5.2 Arrêt d’urgence trémie 2 Tableau 6 : Adressage Trémie 2
  • 31. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 15 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI iii. Troisième trémie : Variable Entrée / Sortie Type Adresse Commentaire DCY3 Entrée Booléen %I2.0 Départ cycle Trémie 3 CV3 Entrée Booléen %I2.1 Capteur rotation vis sans fin 3 CE3 Entrée Booléen %I2.2 Capteur rotation élévateur 3 KMD3 Sortie Booléen %Q2.0 Commande Dévoûteur 3 KMV3 Sortie Booléen %Q2.1 Commande Vis sans fin 3 KME3 Sortie Booléen %Q2.2 Commande Elévateur 3 KMF3 Sortie Booléen %Q2.3 Commande Filtre 3 Nv3 Entrée Analogique %IW100 Capteur de niveau trémie 3 AU3 Entrée Booléen %I5.3 Arrêt d’urgence trémie 3 Tableau 7 : Adressage Trémie 3
  • 32. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 16 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI V.8. Grafcet du fonctionnement normal : Figure 7 : Séquence CH.T Grafcet du fonctionnement normal
  • 33. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 17 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI V.9. Grafcet Arrêt d’urgence avec acquittement : V.10. Grafcet gestion de défaut avec acquittement : Figure 8 : Séquence CH.T Grafcet arrêt d'urgence avec acquittement Figure 9 : Séquence CH.T Grafcet de gestion de défaut avec acquittement
  • 34. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 18 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI VI. Séquence gestion des convoyeurs : VI.1. Dessin d’ensemble : VI.2. Intérêt de la séquence « gestion des convoyeurs » : Le rôle de la séquence est la gestion des trois doseurs ainsi que le convoyeur principal. Ce dernier a pour mission d’acheminer les trois substances dosés (Zn – Cu – Mn) vers une autre partie de l’installation où ils sont mélangés avec le TSP afin de former les engrais aux oligo-éléments. VI.3. Fonctionnement normal de la séquence « gestion des convoyeurs » : Un appui sur le bouton départ cycle noté « DCY » enclenche le cycle, On commande l’ouverture des trois registres d’isolement 1, 2 et 3, puis on démarre les trois doseurs selon l’ordre suivant : - Démarrage du doseur n°1 et attente de la réponse de marche « CC1 ». - Démarrage du doseur n°2 et attente de la réponse de marche « CC2 ». - Démarrage du doseur n°3 et attente de la réponse de marche « CC3 ». Un appui sur le bouton arrêt noté « AR » commande l’arrêt. Une fois ce dernier est actionné, on commande la fermeture des trois registres d’isolement 1, 2 et 3. Après une certaine temporisation on arrête les trois doseurs simultanément, une nouvelle temporisation est prévue pour permettre au mécanisme de vider sa charge pour pouvoir reprendre le cycle à vide, Enfin On arrête le convoyeur principal. Figure 10 : Séquence GCV Dessin d'ensemble
  • 35. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 19 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI VI.4. Pannes à gérer et arrêt d’urgence : Une fois une panne est détectée sur l’un des doseurs (P = 1) ou le bouton poussoir arrêt d’urgence « AU» est actionné, les trois doseurs 1,2 et 3 doivent s’arrêter simultanément ainsi que le convoyeur principale. La production est arrêté jusqu’à la résolution du problème et la disparition de la consigne P Un appui sur le bouton de réarmement « R » de réarmement permet de placer le système en état d’arrêt dans l’état initial. VI.5. Causes des pannes provenant du doseur : La variable logique provenant de la partie commande du doseur vers l’API à savoir : P1, P2 ou P3 peut être causé par l’une des pannes suivantes : Panne Cause possible Charge sur la bande trop forte. Hauteur de couche matière trop haute Densité matière trop haute Le Débit nominal n’est pas atteint. Hauteur couche produit trop basse Défaut d’extraction du produit La bande patine La Vitesse de bande ne correspond pas au nombre de tours. La bande patine La bande dévie d’un côté. Tension de bande inégale Tambours moteur- / renvoi encrassés Station de tension et de guidage de bande pas correctement ajustée. Erreur de dosage trop grande. Extraction matière du silo trop irrégulière Les rouleaux porteurs dans la zone du pesage ne sont plus alignés Capteur(s) de pesage défectueux Tableau 8 : Causes des pannes provenant du doseur
  • 36. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 20 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI Une fois une panne détecté, l’agent de maintenance peut consulter l’afficheur de la partie commande du doseur pour connaître exactement la raison de la panne. VI.6. Panneau de commande : Le panneau de commande du système est le suivant :  Un bouton marche qui enclenche les trois doseurs et le convoyeur principal, noté « DCY ».  Un bouton arrêt pour arrêter la production, noté « AR ».  Un bouton poussoir arrêt d’urgence, noté « AU ». Figure 11 : Le DISOCONT partie commande du doseur
  • 37. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 21 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI VI.7. Adressage des variables : Variable Entrée / Sortie Type Adresse Commentaire OM Entrée Booléen %I3.0 Autorisation de marche provenant de l’API AUP Entrée Booléen %I3.1 Arrêt d'urgence AR Entrée Booléen %I4.7 Arrêt R Entrée Booléen %I3.2 Réarmement PP Entrée Booléen I3.3 Panne convoyeur principal P1 Entrée Booléen %I3.4 Panne doseur 1 P2 Entrée Booléen %I3.5 Panne doseur 2 P3 Entrée Booléen %I3.6 Panne doseur 3 CCP Entrée Booléen %I3.7 Capteur rotation convoyeur principal CC1 Entrée Booléen %I4.0 Capteur rotation bande doseur 1 CC2 Entrée Booléen %I4.1 Capteur rotation bande doseur 2 CC3 Entrée Booléen %I4.2 Capteur rotation bande doseur 3 KMP Sortie Booléen %I4.3 Commande rotation convoyeur principal KM1 Sortie Booléen %I4.4 Commande rotation bande doseur 1 KM2 Sortie Booléen %I4.5 Commande rotation bande doseur 2 KM3 Sortie Booléen %I4.6 Commande rotation bande doseur 3 Reg1 Sortie Booléen %Q4.7 Commande registre 1 Reg2 Sortie Booléen %Q5.0 Commande registre 2 Reg3 Sortie Booléen %Q5.1 Commande registre 3 DCY Entrée Booléen %I5.0 Départ cycle chargement Tableau 9 : Séquence GCV Adressage des variables
  • 38. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 22 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI VI.8. Grafcet fonctionnement normal : Figure 12 : Séquence CV Grafcet du fonctionnement normal
  • 39. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 23 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI VI.9. Grafcet Arrêt d’urgence avec acquittement : VI.10. Grafcet gestion de défaut avec acquittement : Figure 13 : Séquence GCV Grafcet arrêt d'urgence avec acquittement Figure 14 : Séquence GCV Grafcet gestion de défaut avec acquittement
  • 40. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 24 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI VII. Séquence doseur, débit et control : VII.1. Définition du DISOCONT : Le DISOCONT est un équipement électronique modulaire, à usages multiples, pour les techniques de pesage et de dosage, il est conçu pour des fonctions de mesure et de commande ou bien pour des chargements en discontinu. Le système DISOCONT remplit toutes les fonctions des techniques du pesage ainsi que des fonctions process pour la mesure et le dosage des produits en vrac. VII.2. Principe de la mesure : La matière est conduite sur un tablier de pesage placé sous la bande, et limité par deux rouleaux porteurs. La quantité de matière sur le tablier de pesage produit par l'intermédiaire d'un ou plusieurs rouleaux de mesure, une force sur le capteur de pesage, La tension de sortie du capteur de pesage est proportionnelle à la charge sur le tablier de pesage. Cette tension est amplifiée et amenée au microprocesseur du DISOCONT à l'aide d'un convertisseur analogique-digital. Figure 15 : Vue d'ensemble du DISOCONT
  • 41. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 25 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI VII.3. Mode de fonctionnement : Le DISOCONT peut être piloté en deux modes de fonctionnement, selon la relation suivante : Avec : I : Débit en kg/s V : La vitesse de la bande en m/s Q : La charge sur la bande en kg/m Donc, pour varier le débit du doseur, on procède soit par varier la vitesse de la bande (doseur gravimétrique), soit on varie la charge sur la bande (bascule avec alimentateur).  Mode de marche gravimétrique (Régulé) : Le débit réel est régulé sur le débit de consigne prédéterminé. Le débit de consigne maximum est égal au débit nominal de l'appareil. Si la valeur de consigne désirée est trop élevée, le système annonce une erreur.  Mode de marche volumétrique (Non régulé) : L'organe de dosage est ajusté proportionnellement au débit de consigne. Pour des conditions nominales, le débit de dosage correspond à peu près à la valeur de consigne prédéterminée. La valeur de consigne est limitée à trois fois la valeur nominale du débit de dosage. Quand cette valeur est dépassée, le système annonce une erreur. I = Q*V
  • 42. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 26 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI VII.4. Principe du doseur gravimétrique : Une bande transporteuse soutire de la matière, d'une trémie ou d'un silo. Le débit de consigne et le débit réel sont comparés et la différence « Xd » est conduite sur un régulateur R. Ce dernier modifie la vitesse de la bande transporteuse, jusqu'à ce que le débit réel soit égal au débit de consigne. VII.5. Principe de la bascule avec alimentateur : Un organe d'alimentation régulé alimente une bande transporteuse peseuse. Le débit est régulé sur la valeur de consigne par modification de la charge sur la bande. La vitesse de bande reste normalement constante. Figure 16 : Principe du doseur gravimétrique Figure 17 : Principe de la bascule avec alimentateur
  • 44. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 27 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI VIII. Supervision de l’installation : VIII.1. Environnement de développement : Le travail ci-contre est développé sous TIA portal V13 de SIEMENS. TIA PORTAL est un environnement de développement de SIEMES qui regroupe STEP7 et WINCC dans le même programme, permettant le développement et la programmation des automates programmables de SIEMENS. VIII.2. Hardware configuration : 1. CPU : La CPU utilisé lors de la simulation est le ST-1200, ayant les caractéristiques suivantes : Mémoire de travail 100 Ko, Alimentation AC120/240V avec DI14 x DC24V SINK/SOURCE, DQ 10 x relais et 4 sorties d’impulsions intégrées ; extension des E/S intégrées par Signal Board ; jusqu’à 3 modules de communication pour communication série ; jusqu’à 8 modules d’entrées-sorties pour extension des E/S ; 0,04 ms/k instructions ; 2 interfaces PROFINET pour programmation, communication, communication IHM et API-API. 2. L’interface entrées Analogiques : L’interface entrées analogiques utilisé lors de la simulation ainsi que ses caractéristiques sont les suivantes : Module d’entrées analogiques AI4 x 13Bit, 5V, 10C et 0..20mA ; réjection de fréquences perturbatrices paramétrable ; lissage paramétrable ; diagnostic paramétrable.
  • 45. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 28 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI VIII.3. Les vues : VIII.3.1. Vue séquence chargement de trémie : Cette vue permet de contrôler le niveau de remplissage de la trémie à l’aide du Bargraphe qui indique le niveau de chargement en précision. La vue est équipée de trois indicateurs : deux pour les niveaux de remplissage critiques (NIVEAU MAX et NIVEAU BAS) et un pour le niveau de remplissage fonctionnel (NIVEAU HAUT). La vue est également équipée des boutons départ cycle « DCY », arrêt « AR » et arrêt d’urgence « AU » permettant de simuler le fonctionnement dans tous les cas possibles. NB : la vue est identique pour les trois trémies, c’est pourquoi on a mentionné une seule vue. Figure 18 : Vue séquence chargement trémie
  • 46. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 29 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI VIII.3.2. Vue séquence gestion des doseurs : Cette vue permet de contrôler le fonctionnement global du système, trois indicateurs : un au-dessous de chaque doseur permettent de détecter le doseur en panne. Un indicateur au- dessous du convoyeur principal fait le même rôle. La vue est équipée de trois boutons : Un départ cycle « DCY », un arrêt « AR » et un arrêt d’urgence. Ces trois boutons permettront au contrôleur de commander l’installation depuis l’interface homme-machine. Figure 19 : vue séquence gestion des convoyeurs
  • 47. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 30 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI Conclusion générale : Le travail présenté dans ce projet de fin d’études porte sur l’étude de l’automatisation d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments, et la mise en place d’une architecture de supervision pour veiller au fonctionnement de l’installation. Mon projet m’a permis d’approfondir mes connaissances au niveau des automatismes et leur mise en application. La manière proposée pour gérer un projet est basé sur ces grandes parties : Etude, le développement et la simulation. Pour atteindre ces résultats, nous avons effectué les travaux suivants : L’analyse du cahier des charges fonctionnel, la mise en œuvre d’un organigramme général des séquences de l’installation, la détermination du nombre d’E/S leurs types puis les adresser, enfin le développement du projet, l’élaboration des grafcets, enfin le développement du projet. En termes de conclusion la réalisation de ce projet au sein de REMITEC SARL était très bénéfique pour ma formation. En effet, elle m’a permis d’approfondir mes connaissances et d’appliquer des concepts technologiques en matière d’automatisation, Elle a également constituée en ce sens une expérience très riche sur le plan technique. Enfin, ce projet m’a a permis de développer des qualités d’organisation et de relations humaines qui restent des atouts majeurs pour un titulaire d’une licence.
  • 48. Automatisation et supervision d’une installation de production des engrais aux Oligo-éléments 31 Année Universitaire 2015/2016 Z. BOUFAKRI Bibliographie et Sitographie :  Documents : o Document technique SINEX MULTIDOS. o Document technique SINEX Doseur à bande. o Manuel d’instruction SINEX DISOCONT. o Fiche technique SCHENK FOND VIBRANT. o CONTRAT n° N° ICA- SP – S – 15949S/16. o Présentation Oligo-éléments OCP SAFI. o Flow Sheet Doseur à bande.  Site internet : o Wikipédia. o OCP : www.ocpgroup.ma o Google : www.google.com